圆锥破碎机主轴故障及修复

  某矿两台圆锥破碎机PYB-(151650和PYD-2200是50年代和70年代生产的，在分别运行了40和20多年后。其中4个破碎圆锥部(2个备用)的主轴螺纹处有3个先后达5~25mm的严重磨损并出现断轴，设计师提出不同解决方案，采用不同的方法进行了修复，修复后运行正常。
  1 用堆焊加螺纹的方法修复主轴
  1.1初次维修
  1986年11月间，PYB-1650圆锥破碎机的圆锥头头部松动，逐将新购置的动锥与主轴组装好后进行更换。试车时发现破碎圆锥部与碗形轴承部的锥形圈有异常噪声，不能使用，只好将已换下的圆锥头、套、破碎壁等用电焊焊牢，维持生产。后利用1987年春节期间把备用破碎圆锥部修理调试好后，用于生产。检查更换下来的破碎圆锥部后发现，主轴螺纹M200X6处严重磨损，达15~25mm。由于破碎圆锥部是由主轴与动锥两大件采用加热过盈装配而成的，因而将其分开难度较大。主轴重1275kg，外型尺寸为360x2453，材质是45#钢，一般机械厂可以加工，但外购主轴毛坯件时间长，价格近十万元，问题一时无法解决，故此次检修暂停。

  1.2维修实施
  为修复备用的破碎圆锥部，采用了在磨损处堆焊的方法，并设计一个“绞丝装置”，在堆焊处绞制螺纹。
  1.2.1堆焊
  ①选用的电焊条应接近主材，并保证焊后可以进行绞制螺纹加工，根据主轴材质，选用结422电焊条。
  ②采用对称平焊，焊一根焊条，休息两次，使焊接温度不致过高，减少焊接应力集中。
  ③尽可能减小焊接应力，在堆焊区域两头用温黄泥和石板等捆敷在其上，并在焊接期间保持潮湿。
  ④当电焊工休息时，用风动镐产生的振动消除一部分焊接应力。
  1.2.2绞丝装置
  主轴220H7一段为绞丝装置定位点(见图1)。利用吊环吊钉用的螺纹安装M80x6的丝杆轴10，用4根立柱使上下两个圆盘4和13沿轴向上下滑动，同时绕丝杆轴10转动，形成6mm螺距的螺纹形状。用扳手(四个扳手安装在圆盘13上，图1中未画出)扳动主柱转动一圈，安装在立柱上的车刀9即在主轴上按螺距旋转一圈，采用外圆车刀可以车出要求的外圆。采用螺纹车刀可以车出螺纹。利用调节螺母12和锁紧螺母15，可以调节车刀位置，也可以锁住车刀在某一位置上进行加工。
  1.2.3绞丝
  我们用了6天的时间，把磨损处堆焊达210mm。用近10天的时间，在轴堆焊处车好外圆，然后铰丝。经过几次改进，终于铰出了合格的螺纹。
  1.2.4效果
  整个维修改造总费用约6千元。1995年1月年检修，用外购的圆锥头装配换上，运行至今，未出现问题。
  2 PYD-2200圆锥破碎机断轴的修复
  2.1问题
  PYD-2200圆锥破碎机定锥衬板曾发生脱落。1997年6月进行设备点检时，发现该机响声异常，判断为定锥衬板松动，或存在其他问题，遂更换了备用的破碎圆锥部。替换下来的破碎圆锥部，采用浇锌的办法将衬板固定在动锥上，即用圆锥头、套等将衬板固定压住，使衬板在浇锌时不会上抬，然后对衬板、圆锥体等进行清洗并预热达300℃左右。之后进行浇锌作业。第二天用行车吊拆圆锥头时，发现主轴头有晃动现象，只需轻轻一吊，便可移动。同时发现主轴S250X10螺纹退刀槽断口上有黑白两个面，并且断面十分平整，外圈是黑色的，大小多于断面面积的1／4，黑圈是银白色，大小不及断面面积的3／4。经分析认为，黑色断面是以前工作时疲劳断裂、由于退刀槽处的应力集中所致；新断面的产生是由于本次浇锌作业时，在固定圆锥头以防衬板上抬、预热浇锌时，产生了热应力集中。
  2.2修复方案
  若购置一根新轴(轴重2680kg，外型尺寸为500X3151.2)，需近20万元；根据我们多次焊接轴的经验，修复的把握性较大，但要承担一定的风险。
  ①用一个与主轴材质(35SiMn2MoV)接近的、已报废的电铲轴齿轮，加工成断轴上部的主轴头(见图2)，并用气割炬将断轴下部的断面切割成图2所示，其两斜面的夹角为35。左右。
  ②加工一个如图2所示的生铁定位套，生铁定位套是两个半圆形壳体，用6个螺柱连接成整体。外有纵横向加强筋和3个150X120mm2的窗口作为焊接用。内有一台阶分别与S250X10及(15280尺寸相配合，其间隙为0.1mm。
  ③做一个工作平台供焊工等操作时使用，并在焊接口附近做一个专用吊框，内装木炭，燃烧后为主轴焊后保温。
  ④将加工好的主轴头放人已加工好的断轴下部之小槽内7使主轴总长度尺寸不变，然后放入定位套，确保主轴头对中，然后点焊，其间需反复校正，‘直到准确无误后，再点焊固定好。
  ⑤用三把气割炬对焊接区域进行预热，当温度达300℃时，开动三台直流焊机从三个窗口用已预热达300℃以上的507电焊条同时进行堆焊。当堆焊达一定程度后，拆除生铁定位套，对另外三个部位进行堆焊。直到把全部制品堆满达2印咖为止。并做—次详细检查，如有缺陷和不足，立即补焊。
  ⑥堆焊工作结束后，立即将专用吊框挂上去，引燃木炭，保温12h以上。
  ⑦在已有的1650圆锥破碎机主轴铰丝装置的基础上，针对PYD-2200圆锥破碎机的具体情况，又设计一个铰丝装置。先将主轴螺纹退刀槽处堆焊不平整和不圆及飞溅的小焊点等处修整后，铰削成与原图纸一样的尺寸，并装上外购的圆锥头进行检验。
  从1998年8月将修复的圆锥部更换使用，至今未出现问题。
  3修复主轴螺纹
  经对1998年8月更换下的圆锥部进行检查，发现主轴螺纹磨损5mm，不甚严重，有修复价值。对其进行受力面积计算，比原面积仅减少了4％，对强度影响不大。遂用铰丝装置将其螺纹铰成S245x10的螺纹；对圆锥头进行堆焊，在车床上按S245x10的螺纹加工，随后运至现场，装配待用。