回轉(zhuǎn)窯托輪和托輪軸在熱裝配中應(yīng)注意的一些問題

回轉(zhuǎn)窯托輪和托輪軸在熱裝配中應(yīng)注意的一些問題

Problems of Thermal Assembling Rotary Kiln Rollers and Its Shaft

王高見，馬孝直，張秀華

托輪和托輪軸是回轉(zhuǎn)窯支撐裝置中的重要零件，在整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中起到支撐回轉(zhuǎn)窯筒體及耐火材料重量、托浮輪帶和定位窯體的作用。托輪和托輪軸熱裝配質(zhì)量的好環(huán)，決定了回轉(zhuǎn)窯整機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。本文結(jié)合產(chǎn)品特性和我公司在裝配中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)托輪和托輪軸熱裝配過程中應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行闡述。

托輪；托輪軸；過盈；加熱；熱裝配

1 引言

回轉(zhuǎn)窯是水泥廠的核心設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)率決定著全廠的總產(chǎn)量，因此消滅或減少機(jī)械故障，保證窯的長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)水泥廠的生產(chǎn)具有重要意義。

回轉(zhuǎn)窯主要由筒體、支撐、傳動(dòng)三大部分組成。托輪組是整個(gè)支撐裝置的重要組成部分，具有承受重量、托浮輪帶和定位窯體的作用。在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過程中，托輪組還起到控制窯體上下竄動(dòng)的作用。

在水泥廠常有回轉(zhuǎn)窯設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生托輪和托輪軸竄軸的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這個(gè)問題，必須馬上停止運(yùn)轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)窯設(shè)備，及時(shí)更換托輪和托輪軸，這一停一換直接影響了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，給水泥廠造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。這個(gè)問題主要是托輪和托輪軸在制造過程中因零件精度、過盈量選擇不當(dāng)?shù)仍蛟斐?，本文就回轉(zhuǎn)窯托輪和托輪軸在熱裝配工作中應(yīng)注意的問題和應(yīng)對(duì)措施與同仁探討。

2 托輪和托輪軸過盈量的選擇

托輪組主要由托輪、托輪軸和止推盤組成，根據(jù)使用要求，托輪和托輪軸的設(shè)計(jì)通常選擇過盈配合。表1為我公司兩種規(guī)格回轉(zhuǎn)窯托輪軸和托輪的技術(shù)要求。從表1中可以看到，當(dāng)軸外圓加工到最小、托輪孔加工到最大時(shí)其過盈量最??；反之當(dāng)軸外圓加工到最大、托輪孔加工到最小時(shí)其過盈量最大。從實(shí)際工作狀態(tài)來說，過盈量選擇過小，托輪和托輪軸在高溫下工作時(shí)容易出現(xiàn)松動(dòng)造成竄軸，過盈量選擇過大在熱裝過程中容易使托輪漲裂，所以在實(shí)際工作中我們要盡量避免以上兩種極限的發(fā)生，選擇合適的過盈量進(jìn)行熱裝配。

3 托輪和托輪軸在裝配過程中的選配

在實(shí)際機(jī)械加工的過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求加工出來的托輪和托輪軸雖然都是合格品，但每個(gè)零件尺寸都不相同。所以，這些零件進(jìn)入裝配前，需要對(duì)其尺寸進(jìn)行復(fù)查，并做好檢驗(yàn)記錄。復(fù)查的目的就是對(duì)托輪和托輪軸進(jìn)行選配，我們要求兩者的過盈量一般控制在0.37～0.42mm（以φ4.0m×60m回轉(zhuǎn)窯為例）范圍內(nèi)，對(duì)選配好的零件一對(duì)一進(jìn)行標(biāo)記，然后進(jìn)入實(shí)際裝配。

表1 兩種規(guī)格回轉(zhuǎn)窯托輪軸和托輪的技術(shù)要求

在實(shí)際裝配過程中，對(duì)于孔軸過盈配合的裝配，根據(jù)每個(gè)廠設(shè)備和工藝的不同，通常可以選擇壓入裝配法、低溫裝配法（或稱冷裝配法、冷裝法）和加熱裝配法（或稱熱裝配法、熱裝法），目前我公司采用熱裝配法。

4 托輪在加熱過程中的溫度、時(shí)間的選擇

對(duì)孔零件的加熱方法有浸入油類液體加熱、氧炔火焰加熱、加熱爐加熱和電感應(yīng)加熱等，我廠對(duì)于托輪軸熱裝配通常使用加熱爐對(duì)托輪進(jìn)行加熱。電加熱爐通過將零件加熱升溫，利用熱脹冷縮的原理使孔膨脹到一定的尺寸并且保證在安裝軸時(shí)不會(huì)被擦傷。在零件裝配前，確定孔的加熱溫度和加熱時(shí)間是相當(dāng)重要的，若加熱溫度過低，孔的膨脹太小，無法裝配；而溫度過高，則消耗能源且浪費(fèi)時(shí)間。所以為保證零件的熱裝配質(zhì)量，我們編制了熱裝配加熱規(guī)范，其中加熱溫度t1要求按式（1）計(jì)算：

t1=(σ0+σ1)/(ad)+t0（℃） （1）式中：

σ0——實(shí)測過盈量，即軸的實(shí)際尺寸減去孔的實(shí)際尺寸，mm

σ1——使軸自由進(jìn)入孔所需的間隙，取（0.1%～0.2%）d，mm

a——孔零件的線膨脹系數(shù)，查手冊(cè)為1/℃

d——公稱配合尺寸，即連接件的直徑，mm

t0——裝配場地溫度，℃

其他相關(guān)參考數(shù)值見表2（此表是我公司編制的熱裝配加熱規(guī)范中的規(guī)定）。

5 加工精度和粗糙度的控制

每個(gè)零件在設(shè)計(jì)中，根據(jù)使用要求規(guī)定了精度要求，如φ4.0m×60m回轉(zhuǎn)窯托輪軸與托輪配合處尺寸是φ 560t7（+0.470）/（+0.40），公差范圍是0.07，托輪φ560H8（+0.110）/（0）公差范圍是0.11。為保證零件裝配的最佳尺寸，在保證加工精度的同時(shí)，我們對(duì)此配合處形位公差提出要求，要求圓柱度公差控制在7級(jí)以內(nèi)。

表2 我公司熱裝配加熱規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定

表面粗糙度也是影響配合好壞的一個(gè)重要因素，在選擇公差等級(jí)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮表面粗糙度的要求。對(duì)于托輪與托輪軸過盈配合的情況，理論上講應(yīng)該是加工粗糙度越高，托輪軸與托輪緊固得越牢，越不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象。從表1可見托輪內(nèi)孔表面粗糙度設(shè)計(jì)為3.2，托輪軸表面粗糙度設(shè)計(jì)為1.6。在實(shí)際控制過程中，對(duì)托輪內(nèi)孔表面粗糙度我們都盡量控制在1.6，以確保裝配質(zhì)量。

6 如何使托輪和托輪軸在熱裝過程中一步到位

要想使托輪和托輪軸在熱裝過程中一步到位，首先就要確保托輪的加熱溫度和加熱時(shí)間，保證托輪受熱均勻，使托輪內(nèi)孔的膨脹量達(dá)到裝配所需的膨脹間隙。若膨脹間隙達(dá)不到要求，則極有可能在托輪軸吊裝時(shí)出現(xiàn)卡滯的情況，導(dǎo)致無法順利裝配。由此引起的重復(fù)加熱或軸孔磨損，將讓企業(yè)付出不小的成本。

所以，在托輪軸熱裝前和加熱結(jié)束后，都要對(duì)托輪的內(nèi)孔尺寸進(jìn)行復(fù)檢（各種規(guī)格產(chǎn)品進(jìn)行1次），并與加熱前的尺寸以及托輪軸的實(shí)際尺寸進(jìn)行比對(duì)，確保裝配間隙達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行裝配。

為保證托輪和托輪軸在熱裝過程中準(zhǔn)確到位，在托輪和托輪軸熱裝前，首先應(yīng)將加熱后的托輪放置在一個(gè)自制的水平支架上，確保深度滿足托輪軸頂出的長度，同時(shí)保證托輪水平放置，軸心線與地面垂直，支架底部在吊裝前放置千斤頂，當(dāng)加熱好的托輪放置正確后，再用起吊設(shè)備（行車）將托輪軸從一端吊起，垂直緩慢吊裝入托輪。當(dāng)托輪軸裝入后，使用起吊設(shè)備和千斤頂配合對(duì)托輪軸在托輪兩側(cè)的伸出量進(jìn)行調(diào)整，使托輪和托輪軸裝配完成后其對(duì)稱偏差不超過1mm。

另外，托輪和托輪軸熱裝配時(shí)間要求不能超過10min，加熱后的托輪如果停留時(shí)間過長，膨脹量達(dá)不到裝配要求，將無法進(jìn)行裝配，嚴(yán)重時(shí)當(dāng)軸裝到一半，就無法繼續(xù)裝配，造成零件報(bào)廢。完成熱裝配待組件需待完全冷卻至室溫后才能進(jìn)行下一步工作。至此托輪和托輪軸熱裝配工作完成。

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TQ172.622.29

A

1001-6171（2013）05-0042-02

州中材裝備重型機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221006；

2012-12-30； 編輯：趙 蓮