掘錨機截割滾筒加寬研究與設計

李興華，杜 帥，劉 春，郭永清

內蒙古必德工業技術有限公司 內蒙古包頭 014030

目前國內市場的掘錨機大多為山特維克產品。通常 1 臺掘錨機配套 1 個截割滾筒，在使用過程中，若工況發生變化，需要其他尺寸的截割滾筒時，則需重新配置采購，而進口新滾筒的價格超過100 萬元，且供貨期 6 個月以上。因此，研制改造配套加寬型截割滾筒具有現實意義，既能縮短供貨周期，又能降低采購成本。

1 截割滾筒加寬方案設計

億通重工已成功實現了掘錨機國產化，2020年12 月，億通重工承接了一個 MB670 掘錨機滾筒改造項目，將掘進機滾筒總寬度由 4.8～5.2 m改為 5.4～5.8 m，外伸縮結構形式如圖 1 所示。

圖1 副滾筒結構示意

1.1 設計加強型液壓缸底座

將液壓缸底座厚度由 50 mm 增加到 350 mm，選用 Q690 鋼板焊接，進行 300 ℃ 回火熱處理以消除焊接應力，密封槽尺寸與原設計一致，法蘭孔和液壓缸安裝孔的位置尺寸和公差與原設計相同。為確保兩者的安裝配合精度，在加工過程中將底座兩端的同心度控制在 0.05 mm 以內，加工完成后，進行動平衡檢測，精度要求 G6.3 級。

1.2 設計擴展鏟板建模

用SolidWorks 軟件系統按照擴展鏟板及其配合結構尺寸建模，確定零件尺寸，保證鏟板擴展后液壓缸的行程不變。鏟板寬度范圍為 5.4～5.8 m，如圖 2所示。

圖2 擴展鏟板

1.3 配套設計及寬度擴展

將滾筒每側的擴展寬度增加 300 mm，然后與原滾筒進行對焊，焊接完成后對滾筒進行正火處理以去除應力，滾筒采用 Q690 鋼板鍛造，尺寸為φ780 mm×φ640 mm×620 mm，鍛造滾筒如圖 3 所示。正火處理后用立車對其進行粗加工，留 10 mm 加工余量，調質后精加工至設計尺寸φ762 mm×φ658 mm×600 mm，雙面焊接坡口尺寸為 25 mm×25 mm。刨除原滾筒齒座，重新布置螺旋線齒座，補焊修復滾筒表面，并用數控銑焊接坡口。

圖3 鍛造滾筒

確保滾筒同心度不超過 1 mm，組裝成型固定后，預熱到 260 ℃ 進行焊接，層間溫度不低于 240℃，保證內外焊縫高于筒體表面 3 mm，焊縫無夾渣、氣孔，焊接完成后退火去應力，并對焊縫進行UT 探傷。焊后效果如圖 4 所示。

圖4 焊后效果

1.4 立車精加工

滾筒外徑為φ760 mm，公差 7 級，用數控落地鏜銑床加工滾筒外部，以滾筒內徑尺寸為基準定位滾筒齒座，利用x、y、z軸三維空間布置齒座，以保證內外同心，齒座布置均勻，截距和沖擊角符合設計要求。使用山特維克原廠齒座和專用焊絲進行焊接，滿焊后檢測齒座圓周跳動量，確保圓周跳動量 ≤ 1.5 mm。

齒座焊接完成后，用落地鏜床將滾筒內孔加工至φ660 mm，公差 6 級，并銑出鍵槽和鍵槽安裝孔與舊鍵槽對接。最后對加工后的零件進行裝配和調試，如圖 5 所示，使配合間隙符合設計要求。

圖5 改造完成的滾筒

2 結語

改造后的截割滾筒已經使用了 8 個多月，縮短了采購周期，效果良好。改造成本僅 10 萬元，實現了小成本大效益，具有較好的借鑒和推廣意義。□