一、立項原因
PCM160型
錘式破碎機與轉載機配套使用。將f≤ 4.5的煤塊破碎到所需的塊度,以保證工作面的連續開采。破碎機主軸上安裝了8個錘頭,錘頭與錘座連接方式是用M36的高強度螺栓連接。在使用過程中,由于連接螺栓強度低、連接螺栓防松方法不當等因素造成錘頭經常丟失,嚴重地影響生產的正常進行。
在實際工作中,破碎機錘頭受沖擊載荷,破碎機錘頭轉速為370rpm,沖擊速度為20m/s,工作面時有大塊矸石與煤同時運出,矸石的硬度遠遠大于煤的硬度,錘頭受到的沖擊力有時高達80KN.振動使連接螺栓經常松動,雖采取了多種防松方式,效果均不明顯。另一方面,根據計算破碎機錘頭每條固定螺栓上受的扭矩不小于72N ·m。在這種情況下,原固定螺栓會被拉長或損壞。在更換錘頭或緊固螺栓時,因操作不方便,往往需要很長的時同,直接影響工作面的正常生產,增加配件的消耗。
二、研究內容及創新點
經過現場研究和理論計算,我們決定將破碎機的錘頭與主軸錘座焊接成一體。為了保證錘頭與錘座的焊接質量,在焊接前需精心制定施工工藝。
1、因為錘頭與錘座的材質不同,在選用焊條方面,主要從以下幾方面考慮:
(1)從工件的化學成分考慮,錘座為鑄件,材科為ZG45,成分中含碳、硫、磷等有害雜質較高。焊接時容易產生裂紋和氣孔,應選用低氫型焊條。
(2)從工件的工作條件和使用性能方面考慮,錘頭的載荷類型為沖擊載荷,除有足夠的強度外,還對沖擊韌性、延伸率有較高的要求,選用焊條時應選用低氫高強度的焊條。
(3)從施工工地設備考慮,因為施工現場中有交流弧焊機,所以只能選用適宜交流焊接的焊條。
綜合以上三方面的要求,我們選用了T506堿性低氫焊條,該種焊條焊接強度能達500MPa以上,并且焊接工藝性好,用途較為廣泛。
2、因為焊接現場環境溫度非常復雜,各部焊接后的熱影響區的冷卻收縮率不同,會在焊縫處出現應力裂紋,所以在焊接前、后,需要給焊件進行預熱和保溫,具體焊接過程如下:
(1)精洗錘頭與錘座,使焊件沒有油污和雜質。
(2)在錘頭和錘座焊接部位開不小于30mm大的坡口,坡口角度為3w。
(3)將焊條和工件預熱至200℃左右。
(4)分3-5道將錘頭和錘座焊在一起。每焊完一道時,焊件冷去口至200℃左右時再焊另一道,直到焊完為止。
(5)焊后焊件要保溫200℃以上,保溫時間不小于l小時,然后緩慢冷卻以減小焊接應力,避免裂紋的產生。
3、創新點
(1)把錘頭與錘座焊接在一起.增強了錘頭與錘座的連接強度。
(2)采用了一套科學可行的焊接工藝,保證了焊接的質量。
三、應用情況及經濟效益
1、該焊接工藝從2003年12月起,先后對綜采二隊、綜采四隊的破碎機錘頭與錘座進行了焊接,共焊了4次,焊后的破碎機錘頭在井下使用過程中沒有發生過丟失現象,從而保證了綜采工作面的正常連續生產。
2、在未使用該工藝前,每年全礦丟失錘頭約500個,每個按800元計,全年共損失800×500--400000元=40萬元。
3、每年因損失錘頭影響生產50小時,按每小時100噸煤、每噸煤200元計,全年共損失50x 200x l00=1000000元=100萬元。
4、綜合1和2,實行該焊接工藝后,每年可創價值100萬元+40萬元=140萬元。
四、總體性能指標與國內外、集團公司內其他單位技術的比較,該焊接工藝屬自己研制而成,經過實踐使用后可行性較好,在同行業達到先進水平。
五、存在的問題及推廣應用前景
1、焊接后的錘頭在井下使用一定時間后,需定期上井將錘頭磨損的部分補焊起來,從而可延長錘頭使用壽命。
2,焊接時應注意焊縫處不得有煤面和油污等雜質,如果焊縫處處理的不好,使用低氫堿性焊條,熔池容易產生氣泡、裂紋等焊接觖陷。
3、該焊接工藝適用于PCM160型破碎機中錘頭與錘體的焊接,具有經濟效益高、可操作性強等優點,可在同類型破碎機中推廣使用。
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