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圓錐破碎機(jī)主軸故障及修復(fù)

  某礦兩臺圓錐破碎機(jī)PYB-(151650和PYD-2200是50年代和70年代生產(chǎn)的，在分別運(yùn)行了40和20多年后。其中4個破碎圓錐部(2個備用)的主軸螺紋處有3個先后達(dá)5~25mm的嚴(yán)重磨損并出現(xiàn)斷軸，設(shè)計師提出不同解決方案，采用不同的方法進(jìn)行了修復(fù)，修復(fù)后運(yùn)行正常。
  1 用堆焊加螺紋的方法修復(fù)主軸
  1.1初次維修
  1986年11月間，PYB-1650圓錐破碎機(jī)的圓錐頭頭部松動，逐將新購置的動錐與主軸組裝好后進(jìn)行更換。試車時發(fā)現(xiàn)破碎圓錐部與碗形軸承部的錐形圈有異常噪聲，不能使用，只好將已換下的圓錐頭、套、破碎壁等用電焊焊牢，維持生產(chǎn)。后利用1987年春節(jié)期間把備用破碎圓錐部修理調(diào)試好后，用于生產(chǎn)。檢查更換下來的破碎圓錐部后發(fā)現(xiàn)，主軸螺紋M200X6處嚴(yán)重磨損，達(dá)15~25mm。由于破碎圓錐部是由主軸與動錐兩大件采用加熱過盈裝配而成的，因而將其分開難度較大。主軸重1275kg，外型尺寸為360x2453，材質(zhì)是45#鋼，一般機(jī)械廠可以加工，但外購主軸毛坯件時間長，價格近十萬元，問題一時無法解決，故此次檢修暫停。

  1.2維修實(shí)施
  為修復(fù)備用的破碎圓錐部，采用了在磨損處堆焊的方法，并設(shè)計一個“絞絲裝置”，在堆焊處絞制螺紋。
  1.2.1堆焊
  ①選用的電焊條應(yīng)接近主材，并保證焊后可以進(jìn)行絞制螺紋加工，根據(jù)主軸材質(zhì)，選用結(jié)422電焊條。
  ②采用對稱平焊，焊一根焊條，休息兩次，使焊接溫度不致過高，減少焊接應(yīng)力集中。
  ③盡可能減小焊接應(yīng)力，在堆焊區(qū)域兩頭用溫黃泥和石板等捆敷在其上，并在焊接期間保持潮濕。
  ④當(dāng)電焊工休息時，用風(fēng)動鎬產(chǎn)生的振動消除一部分焊接應(yīng)力。
  1.2.2絞絲裝置
  主軸220H7一段為絞絲裝置定位點(diǎn)(見圖1)。利用吊環(huán)吊釘用的螺紋安裝M80x6的絲桿軸10，用4根立柱使上下兩個圓盤4和13沿軸向上下滑動，同時繞絲桿軸10轉(zhuǎn)動，形成6mm螺距的螺紋形狀。用扳手(四個扳手安裝在圓盤13上，圖1中未畫出)扳動主柱轉(zhuǎn)動一圈，安裝在立柱上的車刀9即在主軸上按螺距旋轉(zhuǎn)一圈，采用外圓車刀可以車出要求的外圓。采用螺紋車刀可以車出螺紋。利用調(diào)節(jié)螺母12和鎖緊螺母15，可以調(diào)節(jié)車刀位置，也可以鎖住車刀在某一位置上進(jìn)行加工。
  1.2.3絞絲
  我們用了6天的時間，把磨損處堆焊達(dá)210mm。用近10天的時間，在軸堆焊處車好外圓，然后鉸絲。經(jīng)過幾次改進(jìn)，終于鉸出了合格的螺紋。
  1.2.4效果
  整個維修改造總費(fèi)用約6千元。1995年1月年檢修，用外購的圓錐頭裝配換上，運(yùn)行至今，未出現(xiàn)問題。
  2 PYD-2200圓錐破碎機(jī)斷軸的修復(fù)
  2.1問題
  PYD-2200圓錐破碎機(jī)定錐襯板曾發(fā)生脫落。1997年6月進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)檢時，發(fā)現(xiàn)該機(jī)響聲異常，判斷為定錐襯板松動，或存在其他問題，遂更換了備用的破碎圓錐部。替換下來的破碎圓錐部，采用澆鋅的辦法將襯板固定在動錐上，即用圓錐頭、套等將襯板固定壓住，使襯板在澆鋅時不會上抬，然后對襯板、圓錐體等進(jìn)行清洗并預(yù)熱達(dá)300℃左右。之后進(jìn)行澆鋅作業(yè)。第二天用行車吊拆圓錐頭時，發(fā)現(xiàn)主軸頭有晃動現(xiàn)象，只需輕輕一吊，便可移動。同時發(fā)現(xiàn)主軸S250X10螺紋退刀槽斷口上有黑白兩個面，并且斷面十分平整，外圈是黑色的，大小多于斷面面積的1／4，黑圈是銀白色，大小不及斷面面積的3／4。經(jīng)分析認(rèn)為，黑色斷面是以前工作時疲勞斷裂、由于退刀槽處的應(yīng)力集中所致；新斷面的產(chǎn)生是由于本次澆鋅作業(yè)時，在固定圓錐頭以防襯板上抬、預(yù)熱澆鋅時，產(chǎn)生了熱應(yīng)力集中。
  2.2修復(fù)方案
  若購置一根新軸(軸重2680kg，外型尺寸為500X3151.2)，需近20萬元；根據(jù)我們多次焊接軸的經(jīng)驗(yàn)，修復(fù)的把握性較大，但要承擔(dān)一定的風(fēng)險。
  ①用一個與主軸材質(zhì)(35SiMn2MoV)接近的、已報廢的電鏟軸齒輪，加工成斷軸上部的主軸頭(見圖2)，并用氣割炬將斷軸下部的斷面切割成圖2所示，其兩斜面的夾角為35。左右。
  ②加工一個如圖2所示的生鐵定位套，生鐵定位套是兩個半圓形殼體，用6個螺柱連接成整體。外有縱橫向加強(qiáng)筋和3個150X120mm2的窗口作為焊接用。內(nèi)有一臺階分別與S250X10及(15280尺寸相配合，其間隙為0.1mm。
  ③做一個工作平臺供焊工等操作時使用，并在焊接口附近做一個專用吊框，內(nèi)裝木炭，燃燒后為主軸焊后保溫。
  ④將加工好的主軸頭放人已加工好的斷軸下部之小槽內(nèi)7使主軸總長度尺寸不變，然后放入定位套，確保主軸頭對中，然后點(diǎn)焊，其間需反復(fù)校正，‘直到準(zhǔn)確無誤后，再點(diǎn)焊固定好。
  ⑤用三把氣割炬對焊接區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)溫度達(dá)300℃時，開動三臺直流焊機(jī)從三個窗口用已預(yù)熱達(dá)300℃以上的507電焊條同時進(jìn)行堆焊。當(dāng)堆焊達(dá)一定程度后，拆除生鐵定位套，對另外三個部位進(jìn)行堆焊。直到把全部制品堆滿達(dá)2印咖為止。并做—次詳細(xì)檢查，如有缺陷和不足，立即補(bǔ)焊。
  ⑥堆焊工作結(jié)束后，立即將專用吊框掛上去，引燃木炭，保溫12h以上。
  ⑦在已有的1650圓錐破碎機(jī)主軸鉸絲裝置的基礎(chǔ)上，針對PYD-2200圓錐破碎機(jī)的具體情況，又設(shè)計一個鉸絲裝置。先將主軸螺紋退刀槽處堆焊不平整和不圓及飛濺的小焊點(diǎn)等處修整后，鉸削成與原圖紙一樣的尺寸，并裝上外購的圓錐頭進(jìn)行檢驗(yàn)。
  從1998年8月將修復(fù)的圓錐部更換使用，至今未出現(xiàn)問題。
  3修復(fù)主軸螺紋
  經(jīng)對1998年8月更換下的圓錐部進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)主軸螺紋磨損5mm，不甚嚴(yán)重，有修復(fù)價值。對其進(jìn)行受力面積計算，比原面積僅減少了4％，對強(qiáng)度影響不大。遂用鉸絲裝置將其螺紋鉸成S245x10的螺紋；對圓錐頭進(jìn)行堆焊，在車床上按S245x10的螺紋加工，隨后運(yùn)至現(xiàn)場，裝配待用。