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(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

蒸汽加熱煅燒爐是純堿生產(chǎn)的心臟設(shè)備，滾圈則是煅燒爐的重要部件之一，其運(yùn)行過程中的穩(wěn)定可靠對煅燒爐平穩(wěn)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。由于整個(gè)煅燒爐爐體加上爐內(nèi)物料的重量通過前后兩個(gè)滾圈傳遞給4個(gè)托輪，因此滾圈承受很大的接觸應(yīng)力，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中必然產(chǎn)生磨損。由于設(shè)計(jì)和使用上的原因，滾圈表面出現(xiàn)了長短不一的龜裂紋和許多深度不一的蜂窩狀孔洞，尤其是當(dāng)滾圈表面出現(xiàn)較有規(guī)律的軸向凹凸溝槽時(shí)，滾圈外圓面徑向跳動(dòng)嚴(yán)重超差，使?fàn)t體產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。此時(shí)，如果不及時(shí)消除振動(dòng)，不但使托輪組使用壽命大為降低，而且使與爐體相關(guān)聯(lián)的爐頭爐尾密封等部件受到損壞，更為嚴(yán)重的是爐體不得不降速運(yùn)轉(zhuǎn)，使生產(chǎn)低負(fù)荷運(yùn)行，極大影響純堿產(chǎn)量，甚至造成停車。采用靠模法現(xiàn)場車削滾圈是我公司行之有效的一種修復(fù)方法。

1 靠模法現(xiàn)場車削原理

在車床上加工零件時(shí)，裝夾車刀的刀臺固定到拖板的滑動(dòng)導(dǎo)軌上，滑動(dòng)導(dǎo)軌與靜導(dǎo)軌用絲杠剛性連接，吃刀深度由絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)量剛性控制。采用這種進(jìn)刀車削方法我們稱為剛性車削。

煅燒爐體的運(yùn)行是依靠開式齒輪傳動(dòng)，在滾圈和托輪支承、約束下回轉(zhuǎn)的，一旦滾圈表面發(fā)生變形失效，筒體回轉(zhuǎn)中心將不同程度的改變。如果出現(xiàn)圓周方向的溝槽時(shí)，未出現(xiàn)溝槽的部分還是比較規(guī)矩的圓，筒體回轉(zhuǎn)時(shí)軸線還比較穩(wěn)定。此時(shí)用剛性車削法，尚可車削滾圈。如果滾圈外圓出現(xiàn)沿軸向貫通的溝槽時(shí)(俗稱“棱子”)，滾圈表面實(shí)際形成了凹凸(波紋)相間的多面體。滾圈運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)下列情況：當(dāng)兩個(gè)托輪同時(shí)接觸凸起部分，此時(shí)滾圈中心向上移動(dòng)；當(dāng)兩個(gè)托輪同時(shí)接觸凹陷部分時(shí)，滾圈中心向下移動(dòng)；當(dāng)一個(gè)托輪接觸滾圈的凹陷部分，另一個(gè)托輪接觸滾圈的凸起部分，此時(shí)滾圈中心左右移動(dòng)。如果再用剛性車削法，在已加工表面仍會(huì)留下凹凸(波紋)痕跡，達(dá)不到車圓表面的目的。我們通過車削煅燒爐汽軸定位止口(內(nèi)孔)時(shí)驗(yàn)證了這一結(jié)果，因?yàn)椴捎脛傂攒囅鲿r(shí)通過測量內(nèi)徑尺寸，出現(xiàn)了在同一截面未車到部分直徑尺寸小，車到的部分直徑反而大的現(xiàn)象。這樣車出來的孔不是圓的。

靠模法現(xiàn)場車削仿照車床上進(jìn)行的仿形車削，仿形車削如圖1所示。

1.工件 2.靠模板 3.滾柱 4.連接板 5.刀具圖1 仿形車削

車削時(shí)，當(dāng)床鞍作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滾柱在靠模板的型槽內(nèi)移動(dòng)，通過連接板4帶動(dòng)刀具5作橫向運(yùn)動(dòng)，刀具的縱向、橫向運(yùn)動(dòng)合成完成仿形車削加工。從而在零件上加工出與靠模板2相同的型面。

靠模法滾圈現(xiàn)場車削如圖2，車刀4和靠模2都安裝在與橫向拖板5成一體的刀臺3上，通過調(diào)整頂絲9推動(dòng)滑塊8壓縮彈簧7，彈簧壓縮力推動(dòng)橫向拖板5移動(dòng)，從而帶動(dòng)靠模與刀具與滾圈接觸進(jìn)行切削，縱向拖板6進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。如果按照圖1仿形車削原理，加工精度主要取決于靠模精度，且滾柱直徑必須小于其中心軌跡線的曲率半徑。那么在現(xiàn)場車削滾圈時(shí)，在圖2中使用的靠模2相當(dāng)于圖1中的滾柱3，滾圈自身則是是靠模板2，如果滾圈不圓，車削時(shí)將未加工表面的形狀“復(fù)印”到已加工表面，則不能將滾圈車圓。如何將滾圈車圓，還是取決于圖2中的靠模2，此時(shí)其作用正好與圖1中的滾柱3相反，靠模的弧長不但不能小還要盡量長，要與凹凸溝槽的間距要適應(yīng)，靠?；￠L應(yīng)該大于3個(gè)凹凸溝槽的間距，以保證靠模始終靠在兩個(gè)以上凸臺上。因?yàn)閷Φ稌r(shí)，靠模始終靠著2個(gè)以上凸臺，凸臺經(jīng)過車刀時(shí)能車到，而凹槽經(jīng)過車刀時(shí)，其表面距離刀尖距離遠(yuǎn)，這部分則不能被車到或因讓刀現(xiàn)象車去較少，經(jīng)過連續(xù)車削后，則凸臺凹槽逐漸變得不明顯，滾圈逐漸車圓。

1.滾圈 2.靠模 3.刀臺 4.車刀 5.橫向拖板 6.縱向拖板 7.壓縮彈簧 8.滑塊 9.頂絲圖2 靠模法滾圈現(xiàn)場車削

2 車削過程中問題解決

在車削表面出現(xiàn)多棱體滾圈時(shí)，車削時(shí)出現(xiàn)棱子愈發(fā)明顯，振動(dòng)加劇故障，車削無法進(jìn)行下去，召集相關(guān)人員進(jìn)行研究解決對策，多數(shù)人認(rèn)為車削裝置剛度差造成顫刀，靠模布置有問題，托輪沒有更換新的。筆者通過對車削原理的分析，不同意上述觀點(diǎn)。認(rèn)為，只要在車削時(shí)，橫向拖板移動(dòng)靈活沒有研傷造成卡滯，就不會(huì)將滾圈車成多棱體，多棱體的出現(xiàn)是托輪與滾圈的接觸情況發(fā)生改變使振動(dòng)加劇造成的。在采取大多數(shù)人的建議后，加固刀架更換托輪后繼續(xù)車削，車削幾刀后，棱子又比較明顯了，爐體振動(dòng)加劇。在一籌莫展時(shí)，嘗試調(diào)整托輪，因安裝車削裝置一側(cè)無法調(diào)整托輪，只能在另一側(cè)進(jìn)行調(diào)整，托輪經(jīng)過調(diào)整，爐體振動(dòng)馬上降了下來。困擾多年的問題解決終現(xiàn)曙光。

3 滾圈現(xiàn)場車削中調(diào)整托輪的作用

在許多文獻(xiàn)中提到調(diào)整托輪的目的有三：一是使?fàn)t體能夠按所要求的規(guī)律沿軸向正常地上下往復(fù)竄動(dòng)，以保證托輪和輪帶外表面均勻磨損；二是使回轉(zhuǎn)爐體中心線保持直線性，以使托輪和滾圈受力均勻，不產(chǎn)生超載現(xiàn)象，降低功率消耗；三是使各檔托輪能夠均衡地承受爐體載荷，以保證不產(chǎn)生附加應(yīng)力，減少或避免機(jī)件的過早損壞。

通過實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)，托輪調(diào)整與爐體振動(dòng)存在關(guān)系。下面就在滾圈車削時(shí)通過調(diào)整托輪減小爐體振動(dòng)的原因進(jìn)行分析。托輪支承滾圈運(yùn)行時(shí)，表面相互碾壓，其表面會(huì)產(chǎn)生彈性和塑性變形，盡管使表面出現(xiàn)各種缺陷，但在相互間接觸面跑和后達(dá)到較好的接觸，使運(yùn)轉(zhuǎn)相對平穩(wěn)，爐體振動(dòng)小，但此時(shí)不一定是理想接觸，因?yàn)橥休喤c滾圈在軸向存在相互間凹凸部的結(jié)合可能限制爐體的軸向竄動(dòng)，使擋輪或托輪的軸承承受較大的力。如果車削時(shí)，未更換托輪，在車削滾圈到一定程度改變了其表面形狀，使兩者間的接觸情況發(fā)生變化，一般當(dāng)接觸面積變小時(shí)，爐體振動(dòng)會(huì)加劇。如果換完托輪再進(jìn)行車削，因?yàn)閾Q完托輪后，先對托輪進(jìn)行調(diào)整，使?fàn)t體與滾圈接觸良好，此時(shí)爐體振動(dòng)較小，如果在滾圈車削時(shí)改變了與托輪的接觸面積，如果接觸面積增加，此時(shí)振動(dòng)將減小。如果接觸面積減小，振動(dòng)往往增大，此時(shí)就往往認(rèn)為是車削裝置、靠模、車削技術(shù)等出現(xiàn)問題造成車削質(zhì)量事故，而誤導(dǎo)大家往上述方面查找問題，即使采取了各種措施，也往往事倍功半。

4 結(jié) 語

利用靠模法進(jìn)行滾圈現(xiàn)場車削在各行業(yè)應(yīng)用多年，但對其原理和車削中出現(xiàn)各種問題解決的研究鮮有公開發(fā)表的成果，本文只是起到一個(gè)拋磚引玉的作用，希望能引起同行重視，將研究能深入下去。