劉建強(qiáng)

摘 要：從理論和實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)出發(fā)，對(duì)濕式筒式磁選機(jī)磁軛分別進(jìn)行了展開(kāi)下料、折彎制作、整體焊裝等工業(yè)制作的工藝研究。不僅能減少制作工藝及制作完成后的調(diào)整工序，而且為后續(xù)裝配磁極組提供了精度保障，大大降低了生產(chǎn)成本，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了裝配磁系的生產(chǎn)事故，從而提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：濕式永磁式磁筒磁選機(jī);磁軛;折彎

中圖分類號(hào)：TD457文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）31-0033-03

Research on the Fabrication Process of NLCT Magnetic

Yoke for External Magnetic Separator

LIU Jianqiang

（BGRIMM Technology Group，Beijing 100160）

Abstract： Based on the theory and actual industrial production， the process of the magnetic yoke of Wet drum magnetic separator was studied， such as blanking， bending， integral welding， etc. It can also reduce the production process and the adjustment process after the completion of the production， provide a guarantee for the accuracy of the follow-up assembly magnetic pole group， greatly reduce the production cost， reduce the labor intensity and reduce the production accident of the assembly magnetic system， thus improving the production efficiency.

Keywords： wet drum magnetic separator;magnetic yoke;bend

眾所周知，濕式筒式磁選機(jī)是磁選法的主要使用設(shè)備[1]，作為磁選機(jī)主要部件的磁系部件，對(duì)整個(gè)分選起著至關(guān)重要的作用。隨著筒式磁選機(jī)的不斷大型化發(fā)展以及對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度和裝配精度的要求不斷提高，對(duì)磁軛的制作要求也越來(lái)越高。由此，本文主要分析濕式筒式磁選機(jī)磁軛的制作工藝。

1 原材料及設(shè)備

1.1 原材料

本次試制使用的主要原材料為鋼板，分別為Q235B和316L鋼板，其厚度分別為：[δ1]=25 mm，[δ2]=16 mm。Q235B和316L的成分及力學(xué)性能[2]見(jiàn)表1至表4。

上述板材經(jīng)外觀檢測(cè)和物理檢測(cè)后可知，原材料表面光潔平滑，無(wú)其他板材常規(guī)缺陷，如麻點(diǎn)、凹坑、銹斑等，且力學(xué)性能符合要求，厚度等參數(shù)也滿足標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》（GB/T 3274—2007）。

1.2 設(shè)備

本次產(chǎn)品試制所投入的生產(chǎn)設(shè)備清單如表5所示，檢測(cè)設(shè)備主要包括超聲波探傷儀、磁粉探傷儀、卷尺、深度尺、平尺。

表5 主要生產(chǎn)設(shè)備清單

[序號(hào) 設(shè)備名稱 數(shù)量 購(gòu)買日期 使用情況 1 CO2氣體保護(hù)焊 3 2011年5月 正常 2 數(shù)控氣割機(jī) 2 2015年 正常 3 剪板機(jī) 1 — 正常 4 折彎?rùn)C(jī) 1 — 正常 ]

2 磁軛的制作工藝

2.1 磁軛的下料

整個(gè)磁軛由軛板、扇板、底部支撐組件構(gòu)成，磁軛長(zhǎng)度超過(guò)3 000 mm。板材下料前，必須把鋼材表面清理干凈，清洗油污、去除銹蝕，并檢查表面的裂紋、銹蝕等缺陷和板面的平面度。

鋼板在彎曲過(guò)程中外層受到拉應(yīng)力，內(nèi)層受到壓應(yīng)力，從拉到壓之間有一既不受拉力又不受壓力的過(guò)渡層——中性層。因?yàn)橹行詫釉趶澢^(guò)程中的長(zhǎng)度和彎曲前一樣，保持不變[3-4]，所以中性層是計(jì)算彎曲展開(kāi)長(zhǎng)度的基準(zhǔn)。圖1為折彎展開(kāi)計(jì)算圖，通過(guò)公式（1）可得出展開(kāi)長(zhǎng)度。

式中，[A]為折彎后的板的一邊長(zhǎng)度;[B]為折彎后板的第一邊長(zhǎng)度;[R]為折彎的半徑;[T]為板的厚度;[a]為折彎角度;[λ]為中性層到板料內(nèi)側(cè)的距離，其計(jì)算條件和公式為：

通過(guò)式（1）得出其磁軛展開(kāi)后的長(zhǎng)度，完成磁軛的下料。

扇形板的材質(zhì)采用304級(jí)鋼板。根據(jù)磁軛的制作要求，扇形板兩面交接處倒圓角（[R]=15 mm），用數(shù)控下料，切口要良好，板邊需要平整，后拖量要求垂直。全部完成后驗(yàn)查扇形板尺寸及外觀。

2.2 磁軛的制作

為了簡(jiǎn)便地完成折彎，將合格的磁軛轉(zhuǎn)入機(jī)加工車間，然后按圖要求進(jìn)行大小凹槽的加工，將整個(gè)軛板均分成[P]等分，每邊長(zhǎng)為[E]，其中根據(jù)折彎?rùn)C(jī)刀口的大小，設(shè)計(jì)大凹槽的角度為[F]，大凹槽底部邊長(zhǎng)為[G]，板厚為[H]，小凹槽的角度為[I]，小凹槽的深度為[J]，如圖2所示，要求加工劃線時(shí)從中間開(kāi)始，然后朝兩邊進(jìn)行，過(guò)程中務(wù)必要保證兩邊凹槽中心連線與板面垂直。其中，軛板反面和正面的大小凹槽與折彎?rùn)C(jī)刀口的大小相匹配。

完成以上工序后，根據(jù)圖紙尺寸在磁軛上加工磁極組的安裝孔，檢驗(yàn)合格后傳到下道工序進(jìn)行焊接。

2.3 軛板的折彎

為避免折彎后磁軛板[P]條邊不整齊，再次調(diào)形困難，工藝要求如下。

第一，在四輥卷圓機(jī)上對(duì)不平的軛板進(jìn)行校平，達(dá)到平整的要求后進(jìn)行下一步操作;再次清理銹蝕物以及加工后的毛刺等，最后開(kāi)始折彎。此外，第一步必須校正折彎?rùn)C(jī)上模刀口的平行度，保證上模刀口的每點(diǎn)都均勻接觸下模的刀槽。

第二，軛板的折彎從中間槽的位置開(kāi)始，其方向要求寬口凹槽朝外，折彎上模具刀口壓在軛板處小凹槽處進(jìn)行折彎，防止壓偏，用磁軛角度樣板檢驗(yàn)每次壓邊的效果。角度樣板是按照磁軛折彎后的尺寸制作而成的，如圖3所示，樣板邊長(zhǎng)為軛板內(nèi)側(cè)四等分，每邊邊長(zhǎng)為[A];樣板至少含3個(gè)角度為[B]，其中A、B、D按照尺寸制作。

第三，完成中間第一塊的折彎后，對(duì)一側(cè)的其他板依次進(jìn)行折彎，完成后調(diào)轉(zhuǎn)軛板，再?gòu)牧硪粋?cè)的中心板開(kāi)始，往復(fù)按照之前的折彎方法進(jìn)行其他板的折彎，直到整個(gè)磁軛的折彎完成。檢驗(yàn)軛板完成尺寸，要求軛板兩端對(duì)角線差值≤3 mm，共[P]條邊，每條邊等長(zhǎng)。

2.4 磁軛組焊

整個(gè)磁軛的組焊步驟如下。

第一，將裝好磁軛軸座的軸吊裝到扇形板上，按照?qǐng)D紙檢查主軸軸頭鍵槽位置，用樣板調(diào)整軸的高度，保證磁軛每個(gè)磁極面磁極高都一樣為[R]，調(diào)整好軸的安裝尺寸后用焊槍進(jìn)行點(diǎn)固焊，焊縫長(zhǎng)度為10～15 mm，均勻分布三段，焊腳高度為5 mm，點(diǎn)固焊要分布在斷續(xù)焊的起點(diǎn)或終點(diǎn)，焊接位置為平焊F。完成并檢驗(yàn)合格后轉(zhuǎn)下道工序。

第二，按照?qǐng)D紙位置尺寸對(duì)扇形板筋板及固定角鋼（機(jī)加工先鉆孔）進(jìn)行點(diǎn)固焊焊，焊縫長(zhǎng)度尺寸為10～15 mm，焊腳高度為5 mm。

第三，按磁軛、磁軛軸座、扇形板的順序進(jìn)行滿焊，如圖4所示。為防止焊接變形，可將工裝放置在扇板外側(cè)400 mm處，保證上模與磁軛板各極面貼緊，從磁軛中心位置開(kāi)始焊接，扇板兩側(cè)對(duì)稱交錯(cuò)，依次從中心位置往兩側(cè)焊接，扇形板與磁軛單邊焊接尺寸為50 mm，焊腳尺寸為8 mm;筋板與扇形板采用斷續(xù)焊3×50 mm，焊腳尺寸為8 mm;筋板與軸座、磁軛采用連續(xù)焊，焊腳尺寸為10 mm;焊接位置為平焊F。焊縫要求外觀美觀，無(wú)焊渣，焊縫咬邊深度≤0.5 mm，兩側(cè)咬邊總長(zhǎng)度不超過(guò)焊縫有效長(zhǎng)度的15%（100 mm），焊縫寬度誤差≤2 mm，余高≤2 mm，過(guò)渡光滑，尺寸筆直均勻，無(wú)飛濺、焊瘤等缺陷，斷續(xù)焊及連續(xù)焊焊縫彎曲的，要打磨掉重新焊。

第四，焊后保證磁軛各極面尺寸，極面均勻分布，連接孔間距相同;通過(guò)樣板、深度尺對(duì)磁軛兩側(cè)、中間位置按照?qǐng)D紙尺寸進(jìn)行檢查，必檢尺寸如下：磁軛極面高度和磁軛機(jī)面角度與圖紙一致，檢驗(yàn)合格后轉(zhuǎn)入下道工序;部分極面若有磁極高度不滿足圖紙尺寸要求，需要通過(guò)千斤頂、氣體火焰氣割等方式進(jìn)行調(diào)變形。如較多極面較多位置出現(xiàn)磁極超高的情況，需要轉(zhuǎn)機(jī)加工車間進(jìn)行銑面;對(duì)于出現(xiàn)的部分磁極高度過(guò)低（通常易發(fā)生在磁軛軸向兩端）的情況，將上模、千斤頂放置在變形區(qū)域位置，從兩側(cè)往磁軛中心方向依次對(duì)折彎處進(jìn)行火焰氣割，加熱至呈現(xiàn)暗紅色（800～850 ℃），同時(shí)通過(guò)液壓千斤頂壓磁軛工裝上模或者大錘對(duì)磁軛板進(jìn)行調(diào)變形，直至該區(qū)域各極面與上模貼緊，最后對(duì)加熱處澆水速冷。對(duì)于部分極面出現(xiàn)磁極高度超高的情況，從兩側(cè)往磁軛中心方向依次對(duì)折彎處進(jìn)行火焰氣割，加熱至呈現(xiàn)暗紅色，用大錘進(jìn)行錘擊，同時(shí)用扳手調(diào)緊螺母，通過(guò)深度尺進(jìn)行高度測(cè)量，直至尺寸合適位置。

3 結(jié)論

焊接變形的控制是磁軛制作的關(guān)鍵技術(shù)，而磁軛的焊接變形直接影響磁系的裝配精度，因此焊接過(guò)程中必須嚴(yán)格按照AWS-D1.1M-2002美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范的要求執(zhí)行。關(guān)鍵點(diǎn)如下：第一，磁軛折彎過(guò)程的角度變化而引起的長(zhǎng)度變化的因素必須要在軛板展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算中考慮進(jìn)去;第二，為了避免磁軛扇板焊接時(shí)產(chǎn)生回彈變形，需要先用底座工裝固定軛板，然后再用相應(yīng)的模型樣板來(lái)上下壓實(shí)軛板，最終完成磁軛的組焊;第三，必須通過(guò)制定合理的制作工藝和制作合適的輔助工裝來(lái)保證磁系的所有包角都一致。

綜上所述，此制作工藝能很好地保證磁選機(jī)磁軛的圓度、垂直度、平行度，每步的制造工序都為下道工序提供了精確的保障，減少了不必要的返工，大大降低了制作的工藝難度，縮短了制作周期，既保證了后續(xù)裝配磁極組的精度要求，又降低了生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)效率。

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