永磁(cí)筒(tǒng)式磁選機因(yīn)其具有高效、環保、經濟的特點,廣泛應用於黑色及有色金屬選礦廠、重介質洗煤(méi)廠及其他工業(yè)部門,是(shì)現代化磁選廠和重介質洗(xǐ)煤廠的重要設備之一。近年(nián)來,隨著磁性材料技(jì)術的迅速發展和磁選機設計專家的深入研究,使得永磁筒式磁選機的磁感應強(qiáng)度(dù)從幾十毫特斯拉到六(liù)百多毫特斯拉,設備規(guī)格向大型、超大型化方(fāng)向發展。
磁選設備覆蓋麵廣,從(cóng)拋尾到精選,從濕式(shì)到幹式,場強從幾十到幾百豪(háo)特斯(sī)拉,大規格、較高場強、大處理量的永磁磁選設備都被生產所用。對永磁筒式磁選機的性能也有了更高的要求,並向大型化方向發展,以滿(mǎn)足(zú)礦產資源綜(zōng)合(hé)利用的需求。磁選設備設計是首要環節,而先進適宜的加工工藝是確保設計思想付諸實施(shī)並實現批量化生產(chǎn)的重要環節。因此(cǐ),結合多年(nián)來從事機(jī)械加工製造的經驗(yàn),對永磁筒式(shì)磁選機筒體的(de)加工工藝進行探討。
1、筒體在傳動鏈中的(de)作(zuò)用
永磁筒式磁選(xuǎn)機的傳動結構分為通軸式傳動方式和半軸式傳動方式兩(liǎng)種。半軸式傳動又(yòu)分為皮帶式傳動,直聯式傳動,減速(sù)機軸裝式傳動等。不同的傳動方式(shì)對傳(chuán)動件的要求重點不盡相同。通軸式傳動方式(shì)對傳動套、滑(huá)動軸承部件要求嚴格,磁筒與整(zhěng)機裝配的技術要求高。半軸式傳動方式中的直聯式傳動和皮帶式傳動因為減速機電機(jī)與半軸的連接有柔性裝置,因此(cǐ)對傳動件的加工要求相對較低。減速機軸裝式(shì)傳動就完全不一樣,它除了與以上兩種(zhǒng)方式的傳動(dòng)件要求一樣外,對筒體的技術要求非常嚴格,因為傳動件任何擺動或跳動直接(jiē)帶著裝在半軸上的減速(sù)機擺動和跳(tiào)動,沒有任何的緩衝和消減裝置,因此減速機較大幅度的擺動(dòng)和跳動在傳動中是要杜絕的。減速機軸裝式傳動的(de)結構見圖(tú)1。
磁選機的動力減速機采用(yòng)軸裝式(shì)對加工精度(dù)的要求很高,其他的較小件都可以用機床加工,精(jīng)度(dù)保證不會出現問(wèn)題。作為傳動鏈中的巨(jù)無霸的簡體的加工提出了挑(tiāo)戰,筒體是磁選機(jī)運轉中的重要件核心件,磁選機(jī)的分選過程是靠它的旋轉來完成的,而它長約3m直徑1.2m,簡體兩法蘭不平行度和不垂直度(dù)即擺動和跳動的消除是急待解(jiě)決的問題(tí)。
2、筒體結構及分析
磁選機筒體是由(yóu)兩部分組(zǔ)成,即兩個直徑1200mm厚40mm的不鏽鋼法蘭和一個直徑1200mm長度2960mm厚5mm不(bú)鏽(xiù)鋼筒皮組(zǔ)焊而成,筒體的結構如圖2所示(shì)。
從圖2可以看出,磁選(xuǎn)機筒體實際(jì)是一個焊接件,且是一個薄壁超大(dà)焊接結(jié)構。如果能焊後用車床加工,筒體(tǐ)兩法蘭的(de)不平行度(dù)和不垂直度能夠容易保證,但需(xū)要超大車床,且多了一道焊接後加工(gōng)工序,並且簡體的焊接過程也很複雜,焊接時必須保證筒皮的軸線與兩端法蘭同心並與兩(liǎng)法蘭麵垂直,而兩法蘭一旦加工好後(hòu),筒皮與法蘭焊好後的(de)相對位置關係已經確定。對於這樣的薄壁超大焊(hàn)接很(hěn)難在二次加工的過程中消除筒皮與法蘭(lán)相對位置差(chà),所以焊接時必須保(bǎo)證筒皮與法蘭的相對位(wèi)置,從經濟的角度考慮,法蘭的二次加工量應以能消除變(biàn)形和位置偏差為宜。綜合考慮以上因素,如果能設計合理科學的工裝,減去焊後二次加工,不論從經濟還是工期(qī)的角度(dù)都是非常(cháng)必要的。批量生產更是如此。
筒體一經設計好,在製造生產中如何保證達到設計(jì)要求是(shì)製造工藝人(rén)員的重要責任。在這一工作中,裝配質量的好(hǎo)壞就起決定性作用,這一點(diǎn)對超大型磁選設備尤為(wéi)重(chóng)要。目前(qián),隻能靠人(rén)工結合工裝卡具來完成,隻憑人力不借助輔助工裝無法實現。
3、工裝(zhuāng)設計與裝配
經(jīng)反複研討,利用現有條件加工簡體,不上大的機床,設計了(le)一套(tào)方便可行的裝配焊接工裝,能在設(shè)備的製造過程中容易安裝,操作既安全又可靠,不僅效率提高了,而且焊接裝配質量大為提高。工裝結(jié)構如圖3所示。
結構及加工要點。工藝支架中,兩端(duān)40mm厚的端板必須在一次裝夾中加工完成,鑽出16~φ14.5mm孔,且(qiě)車出比法蘭外圓大2mm的看線,兩端板內側距離比簡體長度長40mm。4個千斤頂(dǐng)固定在(zài)工藝支架的端板側,這4個千斤(jīn)頂可獨立調節,當架在上麵的筒體、法蘭位(wèi)置有誤差時,可用千斤頂調節至合適位(wèi)置。在工藝支架一側端板上裝著一個可旋(xuán)進的三爪,這個可旋進的三爪可從一端頂(dǐng)緊簡體法蘭,旋進距離40mm並可固定好,當筒體長度不合適時,可利(lì)用可旋(xuán)進的三爪調解或利用螺栓從兩端板處進行調(diào)節。
使用方法。使用時(shí)先將法蘭與筒(tǒng)皮基本裝配到位,然後滾裝到工裝的4個千斤頂上(shàng),據實際情況調解4個千斤頂,使法蘭與大端板上的看線同(tóng)心,旋出可旋進(jìn)的三爪,如果長度長(zhǎng)了,利用三爪頂至合適位置,如果簡體長度短了,可利用螺栓與法蘭(lán)上的螺栓(shuān)孔旋進拉出(chū),並調節兩法蘭麵平行(兩法(fǎ)蘭與兩端貼緊了就平行了,因為兩法蘭麵是在一次裝夾中加工出來的)。均調節好後,兩法蘭及筒皮的形位公差就(jiù)保證了,下一步就(jiù)是定位焊接了。
4、焊接工藝選(xuǎn)擇
筒體在工裝上裝配好後,雖然位(wèi)置已確定,兩法蘭平行度以及與母線的垂直度已經達到(dào)了設計要求,但焊接方(fāng)法、焊接工藝(yì)的科學與否直接影響筒體的(de)質量。
筒皮厚(hòu)度為5mm,長度1.2m,焊縫長度(dù)約3.8m,對於這樣的薄壁超大件,焊接工藝措施的製定是一個不小的(de)難題(tí)。怎樣選擇適當的焊(hàn)接工藝,使焊縫均勻,防止和減少焊接結構變(biàn)形是工藝人員需要解(jiě)決的首要問題。
經反複研究商討分析*後確定用鎢極氬弧焊。因為氬氣保護作用好,氬弧溫(wēn)度高、熱量集中,氬弧一旦引燃後,就能(néng)比較穩定燃燒(shāo),氬弧焊基本上是(shì)金屬熔化(huà)與結晶(jīng)的簡單過程,能獲得較為純淨的質量良好的焊縫。氬(yà)弧焊時由於電弧受到氬氣流的壓(yā)縮與冷卻作用,焊縫的熱影響區小,因此焊接的變形和應力(lì)均(jun1)較小(xiǎo),尤其適用於薄板焊(hàn)接。焊縫的熱影響區小,焊縫強度高,耐(nài)腐蝕性好,焊件變形小,因此焊縫質量高。氬(yà)弧焊在焊接時無(wú)熔渣,焊後(hòu)無熔渣缺陷(xiàn)。焊接工藝順序(xù)見圖4。
焊接時首先是裝配(pèi),點焊按照A->E->C->G->D->H->B->F的順序進行,以減小變形。固定好後從工(gōng)裝上取下,用鋼架固定(dìng)好再焊接,焊接時采(cǎi)取小(xiǎo)電流兩遍焊,焊接順序同點焊,如果能兩人同時施焊效果更好。焊絲的成分與母材相同,焊接的速度(dù)應適當的快些。為防止變形(xíng),宜采用小電流並且盡量避免(miǎn)橫向擺動。固定在支架上同(tóng)時起散熱作(zuò)用,把焊接處的(de)熱量迅速散走,使焊縫(féng)附近的(de)金屬受熱區域大大減少,達到減少(shǎo)焊接變形的目的。剛性固定法采(cǎi)用強(qiáng)製的手段來減少焊後變(biàn)形,剛性(xìng)固定物應在焊縫全部冷卻後拆除。變形隨焊接電流的增加而增加,焊條直徑小(xiǎo)變形也(yě)小,變形隨焊接速度的增加而減小(xiǎo),變形隨焊接受熱體積的(de)增加而增加。所以(yǐ)要用小電流快速的焊接方法。並將長焊縫改為(wéi)用不同方(fāng)向(xiàng)的短焊縫的連接方(fāng)法來減少焊後變形。焊後(hòu)采用錘擊法,矯正焊接(jiē)變形(xíng)消(xiāo)除殘餘應力。
鎢極對電(diàn)弧穩(wěn)定性和焊接質量有很大影響。施焊損耗小,引弧穩(wěn)弧性能好。引(yǐn)弧容易,焊接電流穩定,焊縫成型好。非熔化(huà)極惰性氣體保護焊(hàn)具有電流穩定、焊縫成型好的特(tè)點,具有非接觸引弧能力,不會燒傷鎢極或在焊縫上產生夾(jiá)鎢(wū)缺陷。
5、結語
經過反複試驗,裝配用工裝能保證筒體的形位公差,使用方便,省去(qù)了購買(mǎi)大型車床,經濟實用。焊接技術已經過關,用這種方法焊接(jiē)的筒體,焊接質量不論是外觀的平整度、均勻性,還是焊(hàn)縫變形量、熱裂紋,都達到了(le)設(shè)計要求,產生(shēng)較好的社會效益和經濟效益。這種工裝和焊接方法非常適合批量生產。用(yòng)該方法製作的筒體(tǐ),加工(gōng)質量好,安全,工作效率會大大的提高。
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