圖拉法渣處理設備脫水器大齒圈制造方法

■ 山東萊蕪鋼鐵集團有限公司設備檢修中心 （山東濟南 271104） 陳學明 李慎功 陳 健

圖拉法渣處理設備是鋼鐵企業(yè)比較普遍使用的設備，脫水器大齒圈則是圖拉法設備中很重要的一個零件，其制作質(zhì)量好壞直接關系到圖拉法設備的正常運行與否。因此，對大齒圈的制作工藝研究非常必要和有意義。

1. 大齒圈結(jié)構(gòu)分析

大齒圈結(jié)構(gòu)如圖1所示。為了維修更換方便，將大齒圈設計為兩半剖分式結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為ZG35CrMo鑄鋼，正火處理。齒圈直徑最大為4 560mm，齒輪法向模數(shù)mn=20，齒數(shù)z=226，齒形角αn=20°。

利用鉸制螺栓將兩半聯(lián)接成一個整體。更換大齒圈時，應拆開大齒圈，一半一半地更換，最后在圖拉法設備上用鉸制孔螺栓聯(lián)接牢固。

2. 制作難點分析

從大齒圈結(jié)構(gòu)和更換要求分析，大齒圈制作過程中的最大難點是如何防止變形。即大齒圈制作完成后，當拆開鉸制螺栓，拆成兩半后，大齒圈再次合裝時是否能順利合攏并保持原有的形狀和尺寸不變，這是最大的控制難點。因為大齒圈經(jīng)過毛坯制作、粗加工和精加工后不斷產(chǎn)生的內(nèi)部應力會導致工件變形。如何將此過程中的變形控制好是決定大齒圈質(zhì)量好壞的關鍵。

圖1 大齒圈結(jié)構(gòu)

3. 制造工藝方案

為了控制好制造過程中的變形量和產(chǎn)品質(zhì)量，設計了如下制造工藝。

1）毛坯制作。原則上要求電弧爐煉鋼精煉后澆注，以確保毛坯無裂紋、縮孔、夾渣和砂眼等影響機械強度的缺陷；毛坯外圓部分應單邊留20～25mm余量，內(nèi)孔部分應單邊留15～20mm余量，以確保后續(xù)粗、精加工有合適的余量。余量大小是根據(jù)熱處理和拆分組合工序的變形量和機加工經(jīng)驗而定，必須保證成品尺寸，且又不至于去除余量較大。毛坯進行正火處理，消除鑄造應力，改善鑄件組織。

2）銑結(jié)合面。采用劃線方式劃出結(jié)合面加工線，在大中型落地鏜床銑削加工兩半結(jié)合面。劃線分配余量時，應保證結(jié)合面能加工完成，且能盡量少地去除余量。把余量留在外圓面上，保證外圓、內(nèi)孔單邊余量≥10mm。鉆出兩半結(jié)構(gòu)的合裝孔。

3）合裝兩半，將兩半結(jié)構(gòu)合裝成整體。

4）粗加工外圓、內(nèi)孔，保證內(nèi)孔、外圓單邊余量≥10mm，去平端面，保證厚度余量≥單邊8mm余量。

5）拆開成兩半，正火加回火處理，此過程中可以在內(nèi)孔加拉筋，防止半圓結(jié)構(gòu)張口或縮口變形。因為經(jīng)過前幾步粗加工后，累積了較大的內(nèi)應力，將兩半打開，可初步釋放應力，再采用正火加回火徹底消除內(nèi)應力。

6）銑結(jié)合面。先劃結(jié)合面加工線，再在大中型落地鏜床銑削加工兩半結(jié)合面，劃線分配余量時，應保證結(jié)合面能加工完成，且又能盡量少地去除余量。把余量留在外圓面上，保證外圓、內(nèi)孔單邊余量≥5mm。

7）合裝兩半，將兩半結(jié)構(gòu)合裝成整體。

8）半精加工。半精加工外圓、內(nèi)孔和端面，保證外圓、內(nèi)孔單邊余量≥5mm。

9）拆開整體大齒圈成兩半，自然放置20天以釋放應力。

10）精銑結(jié)合面，見光即可，盡量少去除余量。

11）將合裝孔鉆鉸到位，兩半結(jié)構(gòu)合裝成整體。

12）精車外圓內(nèi)孔和其他各處至圖樣尺寸要求。

13）制齒，以及表面淬火。

14）交檢入庫。完成產(chǎn)品制作全過程。

4. 結(jié)語

本工藝路線的特點為：①從毛坯制作開始設置了正火處理，消除毛坯鑄造應力，改善了鑄件組織。②設計了粗加工、半精加工和精加工3個機加工階段，每個階段控制好余量，為逐步釋放應力打下了工藝基礎。③粗加工后，拆開大齒圈成兩半，進行正火加回火熱處理，比較徹底地消除了加工應力；半精加工后，將大齒圈再次打開，放置20天，進一步消除加工應力。通過本工藝制作的大齒圈成品，鑄造及加工應力基本消除殆盡，由應力所致的變形經(jīng)實踐證明不超過0.5mm。有效地保證了大齒圈的制造質(zhì)量，也能保證在安裝大齒圈時，打開之后再度合裝能順利地進行。此工藝方法獲得了用戶的一致好評。