大型磨机两半筒体的制造技术

　　伴随着世界制造业的飞速发展，国内外大型金属矿山行业也随之出现高速增长态势，大型矿用磨机正朝着大型化的方向发展，特别是一些高效、节能的大型矿用磨机，符合国家大力发展高新技术、环保及合理利用资源的产业政策，市场需求量巨大。中信重工机械股份有限公司制造了多种规格的大型自磨机、球磨机，如Φ6.4 m×4.28 m 半自磨机、Φ7.5 m×2.8 m半自磨机、Φ8.8 m×4.8 m半自磨机、Φ9.15 m×5.03 m半自磨机和Φ7.9 m×13.6 m 球磨机，这些磨机的筒体均为两半结构，直径大，刚性差，加工困难。经过多年对大型磨机两半筒体加工工艺的难点进行攻关，中信重工机械股份有限公司在制造大型矿用磨机的技术方面，已形成了一套成熟的工艺技术。

1　筒体结构

　　自磨机、球磨机筒体由 2 个半筒体组成，每个半筒体由 1 个半圆筒、2 个端法兰和 2 个纵法兰焊接而成，见图 1。

图 1　大型磨机两半筒体示意

筒体外径最大的已达 9.5 m，高度 4.5 m 左右，质量 53 300 kg。

2　筒体加工工艺难点

　　两半筒体直径大，刚性差；退火后变形，使两半筒体重新把合时孔错位，上立车加工时极易产生振动，加工困难；零件调装找正困难；外径测量困难，公差不易保证。

3　两半筒体加工工艺流程简介

　　磨机筒体为焊接结构，为实现筒体的整体加工，需要在组焊半筒体前对筒体的端法兰和纵法兰进行粗加工。端法兰的大外圆和大端面以及纵法兰的结合面留焊后加工余量。

　　(1) 为严格保证端法兰的质量，在端法兰焊前及焊后需要进行探伤检查。

　　(2) 为保证组焊后的 2 个半筒体实现配钻纵法兰结合面联接孔的要求，在纵法兰焊前加工时，需要成组配对加工联接孔，待纵法兰、端法兰焊前加工完毕后，与半筒节组焊半筒体。

　　(3) 组焊后的半筒体需要进行去应力退火处理，退火后对半筒体进行矫正、喷砂、涂底漆，随后精铣半筒体结合面，磁粉探伤，并做结合面的防锈保护。

　　(4) 将两半筒体把合形成筒体，配钻、扩、铰筒体结合面上各孔，把上螺栓，然后进行筒体端面法兰的车削加工和探伤工序，最后钻、扩端面上的联接孔。

4　加工保证措施

　　(1) 纵法兰加工　2 个半筒体的纵法兰需成对加工，将两半筒体外形对齐后点焊在一起，预钻法兰上各孔，用螺栓把上，与端法兰及圆筒组焊。

　　(2) 端法兰加工　除大外圆及大端面焊后加工外，其余坡口、内孔背端面均焊前加工。为尽量避免端法兰变形，采取增加工艺支撑的方法，提高端法兰的刚性。在车削过程中，支撑需要移位一次。通过该工艺方法，将端法兰的变形降到最小，保证端法兰的正常焊前加工。

　　(3) 半筒体加工　① 划结合面加工线及水平、垂直基准线，划线时注意借量，兼顾法兰壁厚均匀和结合面预钻孔位；② 精铣结合面，钻结合面联接孔，确保两半筒体能把合；③ 用螺栓将两半筒体把合，上镗床配钻、扩、铰结合面其余各孔。

　　如镗铣床无立铣头，无法将两半筒体一起加工，可采用钻模进行加工。做专用钻模，两半筒体无需把合，结合面朝向主轴，单独用钻模钻结合面上各孔，钻时先用定位销定位，结合面无间隙，以钻模孔找正销找正，钻各联接孔。

　　(4) 筒体加工　① 两半筒体组成整圆后上立车，车筒体上端法兰各部，调装后，将已车端面放到高垫铁上，按已加工外圆找正，车筒体另一端各部。筒体在立车找正时，严格保证筒体结合面过回转中心。调装时，需采用正确的起吊方式，尽量减少变形。因筒体直径大，高度高，在切削加工时，粗、精加工应分开进行，减少切削力和切削热的影响，使粗加工产生的变形在精加工中可以得到纠正。对于薄壁长筒这样的零件，加工时必然引起振动，造成切削过程不稳定，因此，加工中的切削量不要太大，防止振刀。② 划衬板孔及两端面孔时，要以已加工端面为基准，按筒体两端内孔找正中心，在两端面划十字中心线，以此为基准，再划各衬板孔线和两端面上各孔线。用钻模钻、扩该端面法兰联接孔，钻、扩筒体衬板孔。钻模时刻线要对正，避免误差。

5　测量问题的解决

　　因筒体直径大，需要测量的直径超过10 m，直径公差约0.15 mm，按传统测量方法，无法用外径尺测量，故采用先用 π 尺测量外径，再间接测量止口的方法。由于 π 尺测量有一定的误差，因此使用时必须进行校核，校核一般采取 2 种方法：① 光学仪器校核，如激光跟踪仪等；② 实测校核。

　　实测校核是先在其它零件上车一直径 ΦD′，ΦD′根椐现有外径千分尺规格尽可能大。采用外径千分尺测量得到 ΦD1，再用 π 尺测量得到 ΦD2。ΦD1 与 ΦD2 的差值即为 π 尺在测量直径 ΦD 上的误差 f。由目标测量直径与 ΦD′的比值得到倍率系数，倍率系数与 f 的乘积即可视为 π 尺在检测目标直径的误差。

　　在以后的工艺过程测量中，使用该 π 尺进行日常测量，测量后用 f 值进行修正。 

　　通过采取上述工艺措施，对多台两半筒体进行加工，经外商监理检验，产品完全合格。