久研轴承科技(安徽)有限公司

DQ3025斗轮堆取料机回转支承修复

2014-02-11

朱俊鹏 刘全喜 葛鹏
(武钢有限公司工业港)
  武钢工业港2台DQ3025斗轮堆取料机于1982年投产,其回转支承采用了推力向心交叉滚子轴承,主要由上、下内圈,外齿圈和十字交叉的圆柱滚子组成。由于轴承滚道面严重磨损,导致回转过程中经常卡死,不能正常运行。更新1套回转支承需要25.4万元,且供货周期长。1994年我厂1台堆取料机大修时曾委托武钢机械制造总厂对回转支承进行过修复,修复工艺是:将磨损滚道车除疲劳层,堆焊,退火加工,表面热处理,恢复原设计尺寸及滚道表面硬度。修复后经短期运行使用,出现堆焊层逐渐剥落现象,产生运行卡阻。堆焊修复效果不佳的原因主要是轴承部件材质45CrV可焊接性较差,焊接工艺难以控制,加之滚道面受力较大,滚子在滚道面上将堆焊面逐渐碾压疲劳剥落。
  1 回转支承的结构特征及技术参数
  回转支承为推力向心交叉滚子轴承,滚道直径为2820mm,由上、下内圈,外齿圈,126个Ø70×69的滚子及压环等组成,见图1。滚子交叉排列,轴向间隙0.1~0.3mm,上、下内圈和外齿圈均属锻件,材质为45CrV,加工后进行调质处理,其机械性能为δb≥784N/mm2,δs≥588N/mm2,δ5≥10%,ak≥3J/cm2,HB=240~270。滚道表面淬火硬度HRC50~55,淬火深度δ≥2.5mm,2端面的平行度误差不大于0.20mm,与轴线垂直度误差不大于0.25mm,一滚道对另一滚道的偏心不大于0.15mm,90°±1′槽对称于中线,其表面粗糙度为Ra=0.8μm。
 

图1 回转支承结构图
1.外齿圈;2.上内圈;3.下内圈;4.滚子;5.压环
  2 修复工艺
  由于上、下内圈和外圈在磨损后还有加工余量,因此我们决定在原始尺寸基础上根据磨损情况,对磨损剥落严重的上、下滚道面进行加工处理,去除剥落面及疲劳层,手工热处理(可减少变形)至原图纸要求的HRC50~55,精加工恢复表面粗糙度。在垂直滚道面方向,上、下内圈和外齿圈各去除4mm,将滚子尺寸由Ø70×69加大到Ø78×77,以补偿滚道车削量。此工艺去除了损坏滚道面的疲劳层,恢复了滚道表面的精度,不改变滚道的机械性能,而且能通过表面热处理恢复滚道表面的性能。
  (1)清洗 将回转支承分体拆下,用汽油对外齿圈、上内圈、下内圈上的油、锈、氧化物及其他杂质进行清洗,再用丙酮擦洗,脱水脱脂不得少于2次。
  (2)加工 采用C563立车加工外齿圈,以齿部为基准找正,误差≤0.02mm,同时计算和调整机床挂轮,使得综合走刀(X轴刀架上下和Y轴横梁左右连动)45°,并保证90°±1′的槽对称于中线,其半角误差≤1′。分粗加工和半精加工,粗加工用特殊刀具切削加工,将直径车去2.5mm;半精加工采取磨削,磨去直径0.5mm,要求留出1mm作为表面淬火变形调整余量。上内圈、下内圈加工工序同上。
  (3)热处理 采用手工淬火对滚道面进行表面淬火,将滚道沿圆周分成4等分,同时对称均匀加热滚道面,使表面硬度达到HRC=50~55,淬硬层深度控制在4mm左右。
  (4)精加工 采用C534车床,利用夹具、工装、专用磨具,基准不变对滚道面进行精磨削和抛光。要求精磨削
0.98mm,Z后抛光处理0.02mm至加工技术要求。
  (5)探伤 对外齿圈及上、下内圈进行超声波探伤,检查表面淬火及磨削状态下有无裂纹区及裂纹,达到YB/TO36.10.92 Ⅱ级标准为合格。
  (6)装配调整 修整、组装、滚道轴向间隙调整、调试,满足该部件技术要求。
  3 回转支承修复效果
  该装置修复安装后运行情况较好,实际修复费用为9.8万元,工期7天,比新购备件节省费用15.6万元。由于没有堆焊层,机加工和热处理工艺可以做到与新品制造工艺基本相同,由于车削后工件尺寸改变量有限,采用手工热处理工艺,可有效控制变形量,因此修复后强度和刚度变化很小,故修复件完全可以代替新备件使用。此外,设备运
行正常后,斗轮堆取料机作业量由原来的300t/h增加到600t/h,生产效率大为提高。
  4 结论
  通过优化工艺方案,斗轮堆取料机大型回转支承的修复取消了焊补工艺和热处理退火工艺,缩短了工艺流程,将修复制造技术的重心移向机加工磨削和抛光上,以达到产品质量要求。这样可大大降低成本和修复周期,原修复1套回转支承需1个月,且质量难保证,现在只需1个星期,而且质量较好,可恢复新件的使用功能。在不影响部件使用性能的前提下,采用改变部件中零部件尺寸的修复工艺,可使部件恢复新件的使用功能及寿命。

来源:《起重运输机械》2004年01期