武钢四烧烧结机齿板的在线加工和更换

武钢四烧烧结机齿板的在线加工和更换
林磊，苏碧辉
(武汉钢铁重工集团有限公司，湖北武汉430083)
摘要：烧结机机头机尾齿板的运行状况直接影响台车运行的平稳性，从而影响烧结机的正常生产。

通过在四烧车间引用全站仪进行定位调整，利用组合机床进行在线加工，更换调整齿板，使机头机尾齿板运行同步性得到改善，台车跑偏率降低了80%，设备利用率提高了90%以上。

关键词：烧结机；齿板更换；在线加工
烧结机是烧结生产的主要设备，其工作过程为：通过驱动装置使头部星轮旋转，推动装有混合料的台车向机尾方向匀速移动，经点火器下部时，台车上混合料表面被点燃，在抽风条件下，混合料从表层垂直向下烧结，当台车运行至机尾时，烧结过程完成。

武钢烧结厂四烧车间自1998年投产以来，还没有更换过齿板，烧结机链轮头部齿板磨损非常严重，已严重影响台车运行精度，如不及时更换将影响整台烧结机的运行状况和安全。

因此，需要对头尾星轮齿板更换调整，使之能有效保证台车的运行精度，减少台车的磨损。

因为现场环境狭窄，在线加工需要高空作业，而齿板又比较重，拆除及安装拼接都比较困难，精度要求非常高，烧结厂咨询过很多检修单位都把握不大。

针对四烧生产过程中存在的问题，保证在线加工的工期要求，武汉钢铁重工集团有限公司成立了课题组，经认真分析，采取头部链轮整体不动，只更换头部、尾部星轮滚筒两侧侧板上的齿板对烧结机进行修复。

1 齿板更换技术要求
更换头部、尾部星轮滚筒两侧侧板上的齿板(每边一圈上有7块双齿板，1块三齿板)，齿板材质为ZG40Mn2，焊接性尚可，双齿板每块重约610kg，三齿板每块重约915kg，每侧齿板共重约5188kg。

齿板拼接后齿顶圆直径为Φ4756mm，节圆直径为Φ4136mm。

星轮装置(如图1)根据图纸技术要求：尾部按侧板孔共需配钻铰直径Φ44H7mm、深约95mm的精制螺栓孔，直径Φ32H7mm、深约115mm的精制螺栓孔和直径Φ33mm、深约115mm 的普通螺栓孔；局部孔可能由于磨损，需扩大级别，标准精制螺栓配合轴台留余量照配。

齿板的连接孔应按相关的图纸要求分别进行模钻和配钻，以使齿板同星轮滚筒装配后达到如下精度要求：
1)各齿板的接合间隙小于等于3mm；
2)两侧齿板的齿形错位偏差±1mm；
3)两侧齿板间距偏差±2mm。

2 必要的工具设备
在烧结机上更换链轮齿板是一项复杂工作，根据齿板更换过程中的要求及作业空间的条件限制，应准备如下的工具及设备。

2.1 全站仪
全站仪，又称全站型电子速测仪，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。

由于齿板的齿形错位偏差和齿板间距偏差要求，四烧现场环境又比较复杂，不易检测齿板同步性，常规检测方法无法保证精度要求，而全站仪的测量误差为0.01mm，满足现场齿板更换的同步性要求，只要选好基准点，就能有效测量出两侧齿板相对应位置的位移，保证齿板的同步度。

因此，选择某公司NET05X全站仪作为测量工具。

2.2 组合机床
选用的组合机床(如图2)为型号TX25动力头(磁力钻MAB1300型)加横向、上下及可运动的集合，其传动电机功率应满足钻铰Φ32mm及Φ44mm孔的要求，组合机床的主轴应能进行轴向进给(手动即可)，最大进给量应大于齿板与轮的联接厚度(头部孔的深度95mm，尾部孔的深度115mm)。

因为待铰制孔位移偏差，组合机床在垂直和水平方向上应能作较小的位移调整，一般为20～50mm即可，以便对刀之用。

组合机床可选用专门的组合机床，也可采用适当规格钻床动力头，或者大规格磁力钻，以及小规格的万向钻等。

本次选用的是经改造过的钻床动力头及大规格磁力钻，并制作了可上下左右移动的滑动支架，将磁力钻固定于支架上便于对中。

2.3 铰孔铰刀
设备上原铰制孔为Φ32mm×7mm及Φ44mm×7mm，备品齿板孔留有0.5mm的铰孔余量。

考虑到侧板上的Φ32mm孔、Φ44mm孔与齿板上的Φ3lmm孔、Φ43.5mm孔的制造误差，选用铰制孔螺栓直径应适当大于Φ32mm×7mm及Φ44mm×7mm孔的尺寸公差。

铰制孔螺栓的尺寸公差确定后，即可确定孔的尺寸公差，从而确定铰刀的尺寸公差。

还应准备一定数量的Φ32mm、Φ44mm取芯钻头配合磁力钻使用。

2.4 比对样板
样板有2种：一种是检查双齿板及三齿板本身的齿形样板，另一种是检查两齿板安装后所形成的齿形比对样板。

因为是在线加工，样板要求方便实用。

2.5 其他工具
主要为安装工作中的常规工具，如导链、各种型号的搬手、线爬、磨光机、撬棍、手锤、电焊及气割设备、螺旋千斤顶、调整垫、钢板尺、卷尺、塞尺、水平尺、内径千分尺及照明灯等。

此外还要准备一些搭设脚手架和平台的材料。

3 齿板的在线加工
3.1 安装前复核
复核星轮轴线与台车运行中心线的垂直度：拆除所有台车后，以星轮Φ3660mm尺寸作为星轮轴线检测基准(局部打磨)，以两侧轨道侧面(局部打磨)作为台车运行中心线基准，检测星轮轴线与台车运行中心线的垂直度，作好记录，在适当部位留下永久标记。

复核旧齿板两侧同步及间距情况：利用全站仪，测量出旧齿板两侧的间距，在圆周上分6～8个检测点。

复核星轮轴线标高与轨道面标高：以星轮Φ3660mm尺寸作为星轮轴线检测
基准，同时检测出上、下两层两侧轨道上平面标高尺寸。

3.2 齿板粗安装
首先拆除所有的旧齿板，并对星轮上齿板配合部位彻底进行打磨清理，然后划线人员划出每个齿的中心线，误差小于0.3mm，并在中心线上划出节圆向外偏移50mm(即Φ4236mm)的交线，以作为现场测量定位的基准线。

再将新齿板及星轮结合部位毛刺处理完后，将齿板编号安装在星轮上，每个齿板暂时只固定2～3个螺栓，最后检测2个齿板之间的间距，标准为5845mm±2mm。

3.3 组合机床的安装
旧齿板全部拆卸完毕后，应将组合机床安装固定在适当的位置，组合机床的安装应选择作业空间较大、链轮齿暴露较明显的位置，以便于组合机床主轴的伸入和适合作业人员操作。

一般选择烧结机头部支承链轮轴承的横梁为安装位置，因为该横梁比较牢固且距链轮齿板较近，便于固定设备和铰孔，横梁外侧应搭设一临时平台，以便于人员的操作和放置备件。

3.4 新齿板的安装及调整
预装新齿板：先将链轮上固定齿板的U型槽清洗干净，将新齿板放入槽中并按图纸要求的尺寸及公差检查结合部位的间隙，符合图纸后再检查齿板上两铰制孔与轮上两铰制孔的对中情况。

可采用一段铁丝或焊条从轮上的孔伸进去探齿板上的孔所形成的台肩在圆周方向是否均匀，决不可用手指去触摸。

若两孔形成的台肩在圆周方向上比较均匀，即可用2根普通螺栓将齿板与链轮紧固联接，要将紧固螺栓拧紧，保证足够的预紧力，严防铰孔过程中齿板发生松动。

星轮齿板的同步性检测及调整：
1)利用全站仪，以齿板上所划的线(Φ4236mm圆与齿中心线的交线)为测量点，检测星轮两侧齿板同步及开档情况，并做好记号；
2)钳工以全站仪测量的数据为参考，利用样板及专用量具，调整齿板，为保证同步性，可2组人员两边同时调整；
3)钳工微调固定后，再利用全站仪复查，如果两侧齿板同步性满足要求及连接齿形满足要求，就将相对应两齿板用螺栓固定死，可用Φ4A102不锈钢焊条点焊，其余各齿板依次进行检测固定，并做好编号。

通过检测调整，两侧齿板的结合间隙和齿形错位偏差得到显著提高，如表1所示。

3.5 齿板在线铰孔加工
齿板紧固定位后即可用组合机床进行铰孔，铰孔前要磨好机铰刀，第一个孔铰制出来后要检查孔和螺栓的尺寸公差，若在配合要求的范围内，可将精制螺栓打入孔内把紧螺母及备帽，再进行另一孔的铰制工作。

对齿板上孔位不好的用磁力钻加工，选用Φ32mm、Φ44mm 取芯钻头加工，对齿板上孔位差距加大的先扩大，再用精制螺栓配作的方法加工。

4 结语
齿板更换调整后，达到了其两侧的齿板的齿形错位偏差±1mm及两侧齿板间距偏差±2mm的精度要求。

通过在线加工更换齿板，表现了在线加工的优势，顺利更换了齿板，改
善了两侧齿板运行的同步性，使台车的跑偏率降低了80%，提高了设备的利用率90%以上。

目前烧结机已运行了4个月，台车在头尾弯道处运转平稳，噪音≤90dB，台车的使用寿命得到了延长，提高了烧结产量和质量，为今后其他烧结机齿板的更换积累了经验。

参考文献
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[2] 巩志国，吴灿辉.105m2烧结机头部链轮齿板更换方法[J].设计与制作，2003(1)：59-60.。