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1、主軸承座孔的磨損原因及其危害性
    我廠1#、2#PEJ1500×2100顎式破碎機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)主軸承下瓦活動(dòng)，由于主軸承工作時(shí)受力很大，且為沖擊載荷，加之設(shè)備維修條件差，瓦蓋螺絲平時(shí)緊固不及時(shí)，加速了主軸承座孔和下瓦外殼的磨損。運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)下瓦與集油器的連接螺絲經(jīng)常斷裂，設(shè)備漏油嚴(yán)重，瓦蓋螺絲難以緊固，偏心軸運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，設(shè)備隨時(shí)會(huì)發(fā)生斷油燒瓦的重大事故，為了保證設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，廠部決定先后對(duì)這兩臺(tái)設(shè)備進(jìn)行大修，以徹底消除隱患，保證正常生產(chǎn)。
    主軸承座孔磨損情況簡(jiǎn)介：
    以11顎式破碎機(jī)為例，軸承座孔損壞情況見(jiàn)圖1，座孔圓弧面內(nèi)下瓦外殼與其配合的面積全部磨損，東面座孔磨損帶Al、A2、Bl、B2磨損深度為1.38 mm，西面座孔磨損帶A3、A4、B3、B4磨損深度為1.5—5.2 mm，均為不均勻磨損，中心對(duì)稱面P-P附近及偏北一段區(qū)域磨損量較大。未磨損帶cl、C2、C3、C4及中間鍵槽兩側(cè)腐蝕嚴(yán)重，腐蝕深度約0.5 mm。設(shè)備解體時(shí)，以主軸承內(nèi)孔為基準(zhǔn)，在偏心軸上測(cè)量機(jī)架的橫向不平度為西邊主軸承比東邊主軸承高14 mm。這種測(cè)量結(jié)果存在著兩瓦襯、兩下瓦外殼及其座孔磨損不均勻的累積誤差。
2、修復(fù)方法及其工藝過(guò)程
    采取現(xiàn)場(chǎng)手工電弧堆焊、自制鏜具現(xiàn)場(chǎng)加工的方法，完全恢復(fù)主軸承座孔的幾何形狀、尺寸及配合件的性能。
2.1  堆焊方法及其工藝要求
    查圖紙得知上架體重量為42 224 kg，尺寸為7050 x3 280 x2 400 mm，材質(zhì)為ZG25。
    (1)選擇堆焊面。首先堆焊磨損帶（圓弧面）Al、A2、Bl、B2、A3、A4、B3、B4及兩座孔鍵槽兩側(cè)的未磨損帶。未磨損帶CI、C2、C3、C4作為鏜桿找正時(shí)，其安裝中心線在水平面和垂直面的基準(zhǔn)。鏜桿安裝中心線找正后，鎖緊軸承座調(diào)整螺絲，再堆焊Cl和C4未磨損帶。未磨損帶C2和C3不堆焊，作為兩座孔修復(fù)后檢查加工質(zhì)量的參考基準(zhǔn)。
    (2)電焊機(jī)和堆焊電流的選擇及其工藝要求。ZC25鑄鋼可焊性較好，沒(méi)有特殊工藝限制，為了簡(jiǎn)化操作程序，提高堆焊效率，選用交流電焊機(jī)。
    堆焊電流的選擇在于焊條的直徑大小，直徑大，則所需電流值大，選用焊條的直徑取決于堆焊金屬的厚度、工件的尺寸及堆焊質(zhì)量等。堆焊第一層時(shí)，為防止堆焊面清理不徹底，電流大電弧不容易控制而產(chǎn)生氣孔，影響堆焊質(zhì)量，選用直徑為∮4mm的焊條，電流值在160～210A之間；堆焊第二層及其它層時(shí)，為了提高堆焊效率，選用直徑為∮5mm的焊條，電流值在210_270 A之間。每層堆焊都是圓弧面平焊時(shí)電流選擇上限值，圓弧面立焊位置電流選擇下限值，介于兩者之間圓弧面的爬坡位置的堆焊，電流選擇中限值，并根據(jù)焊接角度調(diào)節(jié)電流。
    (3)電焊條的選擇。機(jī)架是大而復(fù)雜的鑄鋼焊接件，堆焊處壁厚都大于40姍，結(jié)構(gòu)剛度很大，堆焊金屬在冷卻收縮時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也大，容易產(chǎn)生裂紋。為了提高堆焊時(shí)抗冷裂和抗熱裂的能力，使堆焊金屬獲得良好的機(jī)械性能，選用綜合機(jī)械性能優(yōu)于ZG25的堿性低氫型J506焊條。
    (4)堆焊前的準(zhǔn)備工作。堿性焊條對(duì)銹、水、油、污的敏感性較強(qiáng)，堆焊前仔細(xì)清除堆焊位置及附近的鐵銹、油污、礦粉等污物，直到呈現(xiàn)出金屬光澤，排除堆焊時(shí)出現(xiàn)氣孔的可能性。
    J506焊條焊接時(shí)要求藥皮很干燥，而平時(shí)焊條藥皮容易受潮，水分中的氫容易使焊肉產(chǎn)生氣孔和裂紋，因此焊條在使用前要烘干，烘箱溫度200—250℃，保溫時(shí)間1.5 h，隨后把焊條放在比較干燥的位置，隨用隨�。ㄊ┕�單位的烘箱達(dá)到的最高溫度為250℃）。
    (5)減小內(nèi)應(yīng)力的辦法及其工藝要求。①預(yù)熱：預(yù)熱是ZC25鑄鋼焊接的工藝措施之一，我們采用24 h倒班作業(yè)連續(xù)堆焊的方法，對(duì)堆焊面進(jìn)行預(yù)熱以提高溫度，防止焊肉可能產(chǎn)生的冷裂紋，減小殘余應(yīng)力，改善堆焊金屬的塑性，使其便于加工；②焊肉位置：在堆焊過(guò)程中，為防止下瓦座孔收縮變形嚴(yán)重，從工藝上考慮，使焊肉的排列平行于對(duì)稱面P-P。由于堆焊面熱量分布不均勻，溫差大，容易產(chǎn)生應(yīng)力，我們采用段焊的方法減小應(yīng)力，即在某位置堆焊3_4道焊肉后，轉(zhuǎn)到其它位置堆焊3—4道焊肉，依次類推，使堆焊位置不連續(xù)，減小堆焊面溫差；③焊肉簡(jiǎn)單處理：焊好2—3道焊肉后，立即用手錘對(duì)焊肉進(jìn)行敲擊，以增加焊肉的致密度，減小內(nèi)應(yīng)力和防止有可能產(chǎn)生的焊肉小裂紋等。
    (6)堆焊表面的形成。堆焊時(shí)第二道焊肉壓第一道焊肉的1/2或1/3均可，壓1/3更好，依次類推，這樣得到的堆焊表面比較光滑平整，有利于鏜削加工。
    樣板檢查：由于磨損帶磨損不均勻而且是偏磨，需堆焊的磨損帶幾何形狀改變。為了保證加工尺寸，并考慮堆焊表面高達(dá)2 mm的宏觀不平度等因素，制作半徑為396 mm、厚度為3 mm的半圓形鋼板樣板，在堆焊結(jié)束前檢查堆焊表面尺寸。
2.2  機(jī)架和鏜桿找正及調(diào)整加工面的方法
    機(jī)架主軸承座孔的加工質(zhì)量，關(guān)鍵在于鏜桿的找正和精加工的操作，而機(jī)加橫向不水平度數(shù)值的大小及準(zhǔn)確與否直接影響著鏜桿的找正精度。機(jī)架支裝技術(shù)要求規(guī)定：機(jī)架找水平，左右以兩主軸承安裝面為基準(zhǔn)，相差不得大于0.4 mm。
  (1)機(jī)架水平度測(cè)量及調(diào)整的方法。清理圖1所示未磨損帶Cl、C2,、C3、04并修平，作為機(jī)架不水平度測(cè)量的基準(zhǔn)。清理下瓦座孔止口加工平面上的鐵銹、礦粉、油污等并修平，作為測(cè)量及機(jī)架和鏜桿找正的參考基準(zhǔn)。
  選用DS23 - ZD自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，該儀器在正常測(cè)量條件下，每公里往返測(cè)高差偶然中誤差僅為±3 mm，因此儀器本身誤差不計(jì)。把儀器架在檢修平臺(tái)上測(cè)量，將一米鋼板尺同標(biāo)桿固定在一起，作為讀數(shù)用的高度標(biāo)尺，誤差為視覺(jué)誤差小于0.5 mm，能達(dá)到使用要求。
    把標(biāo)尺分別立于圖1所示未磨損帶C2內(nèi)的Ml處和未磨損帶C3內(nèi)CI處，測(cè)量結(jié)果：GI處比Ml處高14.5 mm，即西邊主軸承安裝面比機(jī)架東邊主軸承安裝面高14,5 mm。相差數(shù)值太大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)安裝技術(shù)要求。為了保證所測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，將標(biāo)尺分別立于圖1所示下瓦座孔止口加工平面上的M、G、N、H四處位置讀數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，讀得數(shù)據(jù)如下：G處510.5 mm，H處523.5 mm．M處525 mm，N處537。整理數(shù)據(jù)：G處比M處高14.5 mm，H處比N處高13,5 mm。比較前面用框式水乎儀測(cè)得的數(shù)據(jù)（解體時(shí)在水平偏心軸上測(cè)得）和上面用自動(dòng)安平儀測(cè)的數(shù)據(jù)，兩者基本接近，說(shuō)明下瓦瓦襯、外殼圓弧面及安裝座孔磨損量基本相等，機(jī)架以下瓦座孔為測(cè)量基準(zhǔn)，西邊仍比東邊高14 mm左右。同一下瓦座孔止口加工平面G處比H處高13 mm，M處比處高12 mm，系機(jī)架制造時(shí)刨削平面劃線時(shí)失誤所致，不影響設(shè)備運(yùn)行。
    從自動(dòng)安平儀再次測(cè)得的數(shù)據(jù)證明：兩主軸承（下瓦）安裝座孔止口加工平面可以做機(jī)架找正、鏜桿找正的基準(zhǔn)。調(diào)整機(jī)架橫向不水平度，松開(kāi)下機(jī)架兩側(cè)的地腳螺絲，砸基礎(chǔ)清理出機(jī)架東邊基礎(chǔ)內(nèi)的鋼梁，用δ=40 mm鋼板制作鋼架焊接于機(jī)架東側(cè)下部筋板上，用油壓機(jī)頂住鋼架，將機(jī)架頂起16—18哪，在頂起機(jī)架的同時(shí)用鋼楔將機(jī)架撐住，以防油壓機(jī)失靈，在機(jī)架底盤(pán)與埋設(shè)在基礎(chǔ)內(nèi)的鋼梁之間加平整均勻的8= 14 mm鋼板墊四塊，落下油壓機(jī)，緊固地腳螺絲，重灌混凝土。
    測(cè)量機(jī)架調(diào)平后的不水平度：仍用自動(dòng)安平儀測(cè)量G、H、M、N四位置，測(cè)得數(shù)據(jù)如下：（儀器支架與上次測(cè)量高度不同）。
    G處768 mm，H處780 mm，M處766.5 mm，N處778.5 mm。整理數(shù)據(jù)G處比M處低1.5mm，H處比N處低1.5 mm。機(jī)架找平后，以兩主軸承下瓦座孔止口加工平面為測(cè)量基準(zhǔn)，西邊比東邊低1．5 mm�？紤]到設(shè)備帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，機(jī)架地腳螺絲還需緊固，因此這1.5 mm偏差再不需要調(diào)整，而做為其它工序找正的依據(jù)。
    (2)鏜桿找正及調(diào)整加工面的方法。鏜桿的找正精度直接影響著主軸承座孔的加工質(zhì)量。
    技術(shù)要求：
    鏜桿安裝中心線即主軸承兩座孔加工后的中心線是動(dòng)顎軸承座孔修復(fù)的基準(zhǔn)，而鏜桿安裝中心線找正的基準(zhǔn)座孔未磨損帶C1、C2、C3、C4經(jīng)過(guò)30年的使用，腐蝕比較嚴(yán)重，座孔止口加工平面也有腐蝕和被撞擊的現(xiàn)象，表面凹凸不平，因此鏜桿安裝中心線和主軸承原座孔的中心線的不同心度的偏差值大小是能否保證加工后的主軸承座孔中心線與動(dòng)顎軸承座孔中心線在水平和垂直面上按尺寸l 580±2mm和l 200±2 mm在長(zhǎng)3 280咖上的相互不平行度不大于0.3 mm，保證加工后的座孔中心線對(duì)H面即上、下架體結(jié)合面的不平行度在長(zhǎng)3 280 mm上不大于0.4 mm，能否保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。
    初步找正：堆焊工作基本結(jié)束后，分別測(cè)量圖l上G、H、M、N四點(diǎn)所在平面與C1、C2、C3、C4未磨損帶最低點(diǎn)間的距離，圖2所示OiMi間的距離，量得C點(diǎn)和M點(diǎn)所在平面與未磨損帶最低點(diǎn)間的距離相等，為394.5 mm，即OiMi= 394.5，H點(diǎn)和N點(diǎn)所在平面與未磨損帶最低點(diǎn)間的距離相等，為382.5 mm．即02MI= 382.5 mm，而按圖2計(jì)算，則OiMi =395 mm，差0.5 nun屬腐蝕量。
    刨削4塊如圖3所示的鋼板條點(diǎn)焊于G、M所在平面圖示位置，見(jiàn)圖1、圖2；刨削4塊如圖4所示的鋼板條點(diǎn)焊于H、N所在平面圖示位置，見(jiàn)圖l、圖2;8塊鋼板條的上平面做為鏜桿找正的縱向基準(zhǔn)，和鏜桿安裝中心線在一個(gè)水平面內(nèi)，由兩主軸承座孔內(nèi)的四個(gè)未磨損面CI、C2、C3、C4找出其對(duì)稱平面P-P．兩平面的相交線，即鏜桿安裝的中心線，鋼板條內(nèi)側(cè)面在和堆焊面一起加工后做為主軸承座孔直徑的測(cè)量位置。
    分別在兩座孔外側(cè)機(jī)架非加工面上焊接鏜桿軸承座固定支架，按上述中心線位置安裝鏜桿組裝件。
    精確找正：檢查校正水平儀零位。調(diào)整加工面的位置——改變鏜桿安裝中心線的水平位置，保證加工后的主軸承座孔的技術(shù)數(shù)據(jù)滿足使用要求。改變鏜桿安裝中心線的水平位置的因素：
    ①機(jī)架調(diào)平后，以主軸承座孔止口加工平面為基準(zhǔn)，測(cè)得東邊比西邊高1.5mm偏差超標(biāo)，但調(diào)平前測(cè)量東邊比西邊低14 mm．而我們只加了8=14mm的平整墊，所以負(fù)荷開(kāi)車一段時(shí)間后，機(jī)體地腳螺絲還需緊固，不平度偏差一定會(huì)減��；
    ②要使加工后的兩主軸承座孔中心線在機(jī)架地腳螺絲最后緊固后處于水平位置，偏差值不大于0．4 mm。由于這兩個(gè)因素，我們確定鏜桿安裝中心線不處于水平位置，東高西低，保證兩座孔加工后東邊座孔比西邊座孔高0.8~1.1  mm（考慮了偏差及測(cè)量誤差）。用框式水平儀檢測(cè)鏜桿的水平，用在水平儀的一端加標(biāo)準(zhǔn)塞尺墊，使水準(zhǔn)泡的氣泡處于零位的方法保證西邊座孔比東邊座孔低0.8~1.1mm。
    鏜桿精確找正辦法：①調(diào)節(jié)鏜桿軸承座調(diào)整螺絲，用卡鉗測(cè)量鏜桿外圓面左右端點(diǎn)（見(jiàn)圖2El,E：點(diǎn)）到每條未磨損帶間的距離，直到接近相等；如EiF．= E2 F2。②用內(nèi)徑千分尺測(cè)量鏜桿外圓面下端點(diǎn)到（見(jiàn)圖2E點(diǎn)）每條未磨損帶間的距離（如EM,），直到都接近相等。③反復(fù)檢查、測(cè)量、調(diào)整直到鏜桿位置能滿足①②兩個(gè)條件。④將水平儀置于鏜桿中間位置，在水平儀西端下部加0.08 mm的標(biāo)準(zhǔn)塞尺墊，微調(diào)軸承座調(diào)整螺絲，直到水準(zhǔn)泡的氣泡位于零位置，鎖緊調(diào)整螺絲。
    注：為了保證①辦法中尺寸的準(zhǔn)確性，如EiFi= E2F2在H，N所在平面與未磨損帶C．、C2、C3、C．的相交線處點(diǎn)焊δ=12咖的鋼板條做測(cè)量用。
2.3  堆焊后加工方法及其工藝要求
    粗加工前堆焊未磨損帶C．和C4。
    (1)粗加工：調(diào)緊三角傳動(dòng)皮帶，調(diào)整合金刀頭安裝位置進(jìn)行鏜削加工，吃刀深0.5 mm，直到從四組鋼板條上表面內(nèi)側(cè)測(cè)量加工孔直徑為唾798 mm為止，留1mm加工余量。
    (2)半精加工：適當(dāng)調(diào)松傳動(dòng)皮帶，吃刀深減至0.25 mm左右，用不同的幾何角度磨幾把刀，每把刀都進(jìn)行試加工，選擇兩把能接近光潔度△5的刀，留下精加工使用，校對(duì)鏜桿中心線的位置后對(duì)兩個(gè)座孔通鏜一次，吃刀深0.15 mm，留0.20 mm加工余量進(jìn)行精加工。
    (3)精加工：將水平儀置于鏜桿中間，校對(duì)鏜桿安裝中心線位置，微調(diào)恢復(fù)到精確找正位置鎖緊。
    精加工是保證主軸承座孑L修復(fù)質(zhì)量的主要手段之一。為了保證加工孔的精度和表面光潔度，采取措施如下：
    ①由于鏜桿剛度大，適當(dāng)調(diào)松傳動(dòng)皮帶，防止鏜桿端部皮帶輪處受力大引起鏜桿安裝找正中心線變動(dòng)（軸承為一般精度），保證加工精度；②控制吃刀深，選0.1mm，減小切削力，防止切削力大引起的鏜桿彈性變形，保證加工精度；③最后兩刀吃刀深為0.1 mm，適當(dāng)提高切削速度，選擇合適的走刀量0．08 mm/n。
    用一把刀在兩座孔全長(zhǎng)上通鏜一次，另一把刀仍然在全長(zhǎng)上通鏜一次，形成同心度較高的兩主軸承座孔。測(cè)量孔徑在圖紙要求的公差范圍以內(nèi)后，調(diào)整刀具，修理鍵槽兩側(cè)平面和兩座孔兩端平面。
    (4)測(cè)量加工尺寸：拆除鏜桿，用內(nèi)徑千分尺分別在四組鋼板條內(nèi)側(cè)測(cè)量孔徑，測(cè)得結(jié)果見(jiàn)圖5，鏜削加工表面光潔度達(dá)到了△4，比原設(shè)計(jì)要求稍低，但能滿足使用要求。實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明：座孔加工尺寸在圖紙要求的∮800范圍內(nèi)。
    (5)收尾：拆除鏜桿軸承座固定支架，拆除點(diǎn)焊在主軸承座孔止口平面上的鋼板條，用拋光機(jī)打平剩余焊肉。至此，兩座孔鏜削加工工作結(jié)束。
3、修復(fù)后的使用情況
    安裝主軸承下瓦，偏心軸后（經(jīng)過(guò)刮研），將水平儀置于偏心軸中間A位置，在水平儀西端下面加0.1 mm塞尺墊，見(jiàn)圖6（塞尺墊應(yīng)在相反位置），水準(zhǔn)泡的氣泡正好處于零位，即以主軸承為基準(zhǔn)面，橫向水平在偏心軸上測(cè)量，東邊軸承比西邊軸承高2．7 x0.1/0.2 =1.35 mm。
    設(shè)備大修工作結(jié)束，投入生產(chǎn)負(fù)荷運(yùn)行3個(gè)月后，緊固地腳螺絲，打開(kāi)偏心軸承上瓦，將水平儀置于偏心軸中間，水準(zhǔn)泡的氣泡處于零位偏東6個(gè)格，即東邊軸承比西邊軸承高0.2×6×2.7=0. 324mm。
    最終測(cè)量結(jié)果：以主軸承為基準(zhǔn)面，機(jī)架橫向不水平度小于0.4咖，達(dá)到了安裝標(biāo)準(zhǔn)。
    我廠1#、2#PEJ1500×2100顎式破碎機(jī)機(jī)架主軸承座孔修復(fù)后，從投產(chǎn)到現(xiàn)在運(yùn)行近幾年的情況看，偏心軸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，主軸承下瓦沒(méi)有活動(dòng)，設(shè)備其它部位均無(wú)異常現(xiàn)象。通過(guò)大修，2臺(tái)主要生產(chǎn)設(shè)備恢復(fù)了原有的精度和技術(shù)性能，消除了大修前存在的重大隱患，現(xiàn)在設(shè)備的技術(shù)狀況和維護(hù)狀況良好。每年均被我廠推薦為公司的紅旗設(shè)備。
4、結(jié)語(yǔ)
    1#顎式破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)3個(gè)月后，我們緊固了機(jī)架地腳螺絲，檢查了機(jī)架的橫向不水平度和主軸承座孔與主軸承的配合情況，機(jī)架橫向不水平度數(shù)值從開(kāi)車前的1. 35 mm降至0.324 mm，說(shuō)明：在機(jī)架主軸承安裝面（座孔）磨損腐蝕，座孔止口加工平面磨損腐蝕的情況下，不論用哪個(gè)面做機(jī)架和鏜桿找正的基準(zhǔn)，都存在著不同程度的偏差。我們根據(jù)機(jī)架的找正情況和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的實(shí)際數(shù)據(jù)，適當(dāng)變動(dòng)鏜桿安裝中心線的水平位置，調(diào)整加工面的方法，從考慮偏差因素到采取調(diào)整對(duì)策，思路正確，方法得當(dāng)。
    從主軸承座孔的堆焊到加工，采用的工藝和保證施工質(zhì)量的各種辦法，都基本滿足了恢復(fù)座孔原有精度和裝配性能的需要，通過(guò)修復(fù)座孔，解決了生產(chǎn)的急需，并且為我廠大型部件上的孔和軸的修復(fù)提供了經(jīng)驗(yàn)。