回轉窯托輪現場車削
2019-6-4 來源：四川啟明星鋁業有限責任公司 作者：王國強
摘要：我公司回轉窯托輪因磨損后表面異常，影響托輪的調整及大窯正常運行。通過對托輪現場車削車床的設計、加工制作及對托輪表面的車削加工，在不停窯對托輪表面進行了修復，節約了大量的備件成本及停窯經濟損失，確保回轉窯的正常運行。
關鍵詞：回轉窯；托輪；車床；車削；修復
回轉窯是鋁用炭素工藝中的關鍵設備，它主要完成鋁用炭素的第一步工序即石油焦的煅燒，它的性能和運轉情況在很大程度上決定了鋁用炭素陽極成品的質量和成本，從設備維護和正確使用方面來說，回轉窯托輪與輪帶接觸的好壞決定了回轉窯的安全穩定運行，因此托輪表面異常磨損后必須及時修復。
1、現狀
我公司煅燒車間有三條煅后焦產能為5~6t/h的回轉窯生產線。回轉窯規格為φ2.2m×45m圓柱形筒體，帶三檔托輪支撐，回轉窯投入運行以來來，托輪表面多次出現以下異常情況（如圖1所示）：①托輪兩端部分高、中間部分低，呈鞍形度，使回轉窯不能上下竄動，長時間在同一位置擠壓運行，容易使托輪形成橢圓，引起回轉窯振動。②托輪一端高、一端低，呈錐形度，迫使回轉窯只能朝一個方向竄動，導致回轉窯擋輪因超負荷而損壞，回轉窯滑出運行軌道（托輪）。
圖1 托輪上產生的缺陷
按設備正常使用要求，托輪更換一般來講在以下情況下更換：①托輪磨損出現裂紋；②托輪局部崩塊較大、較深；③托輪磨損量超過原托輪直徑8%以上；④設備計劃檢修（大修）維護確需更換。
未達到更換標準而磨損異常的托輪拆下外委加工修復，費用約10000元/個，不僅降低了設備的運行效率，同時增加了設備的檢修和維護成本，不利于車間的連續生產，因此，對于異常磨損的托輪現場修復尤為重要。
2、技術方案確定
我們通過分析可知托輪滿足現場車削條件，可對托輪進行現場車削修復：①托輪材質為ZG340-640高碳鋼，硬度為210HB左右；②回轉窯轉速為1~3r/m，正常運行為2.3r/m，輪帶直徑2.7m，托輪直徑0.9m，托輪外圓線速度為0.35m/s；③托輪安裝場地空曠，兩支撐軸承之間有600MM空間。
3、移動車床的制作
現有車床尺寸無法滿足現場安裝條件，根據車床工作原理設計一套如圖2所示的簡易車床。
圖2 移動車床結構
車床主要由小托架、大托板、傳動絲桿、滑塊及固定底座五部分組成。小托架帶刀架部分用我車間現有的CD6140，車床床身用20MM鋼板制作，傳動部分采用Tr36*4梯形螺桿組合。由于托輪軸線與回轉窯軸線夾角根據回轉窯運行情況不斷調整，為保證托輪現場車削的圓柱度，車床底座安裝孔如圖3所示。
圖3 底座調節孔示
4、車床現場安裝
（1）焊接車床基座。用δ20mm的鋼板按車床底座安裝尺寸制作基座，基座上帶螺紋安裝孔，根據車削有效距離及回轉窯安裝斜度焊接在相應托輪臺板上。
（2）車床安裝找正。由于托輪兩側端面已磨損，無法作為找正基準，因此將托輪與軸承座之間的軸表面作為車床軸線與托輪軸線平行找正的基準，用大角尺長邊靠在車床導軌水平面，另外一垂邊靠在軸上，用直尺測量調整車床兩端頭使兩邊距離基本一致后鎖緊底座螺栓固定。
（3）車刀選擇。托輪材質為ZG340-640高碳鋼，硬度210HB左右，托輪在運行中有振動和軸向竄動，選擇YG8 20×20 45° 焊接合金車刀。
5、托輪現場車削加工要點
（1）車刀安裝注意事項。①刀頭不宜伸出太長，否則切削時容易產生振動，影響工件加工精度和表面粗糙度。一般刀頭伸出長度不超過刀桿厚度的兩倍,保證能順利排削即可。②刀尖應與車床主軸中心線等高。車刀裝得太高，后角減小，后刀面與工件加劇摩擦，裝得太低，前角減少，切削不順利，會使刀尖崩碎。刀尖的高低，可根據托輪主軸中心高低來調整。③車刀底面的墊片要平整，并盡可能用厚墊片，以減少墊片數量影響刀具剛性。調整好刀尖高低后，至少要用兩個螺釘交替將車刀刀柄擰緊。
（2）試車。手動操作刀架小拖板調整進刀量，頭次進刀速度要慢，進刀量要少，進刀量調好后再手動操作大拖板的操作手柄進行試車削，試車完一刀后，再測量托輪兩頭尺寸是否一致再做相應調整，試車合格后方可進行托輪的正式車削工作。
（3）車削。①在車削回轉窯左側正轉托輪時,切削力由上向下，進刀量可適當大些，車削深度約3mm～4mm。②車削回轉窯右側反轉托輪時，切削力由下向上抬，進刀量要減小，車削深度約2mm～3mm。③為防止因切削力過大造成刀具崩裂，走刀速度要緩慢均勻，托輪每轉一圈進給量要小于0.25mm，如果托輪竄動量過大視情況改變吃刀量。④為保證車削托輪表面的粗糙度，在最后還有1mm左右車削深度時，改變進刀量，切削深度調整為0.5mm進行精車。⑤當托輪切削量超過5mm，必須對所車削的托輪平行頂進調整，以保證回轉窯的中心高度，同時還要注意觀察回轉窯的運行狀態，當窯體快速上竄或下滑時，要及時通過歪斜托輪調整法確保回轉窯正常運行。
6、結語
回轉窯托輪現場車削修復后，托輪與輪帶接觸面由20%增大到50%以上，托輪能正常調整控制回轉窯的正常上下竄動，振動消除，運行平穩，滿足生產使用要求。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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