大型焊割回轉變位機的結構設計

中國有色（沈陽）冶金機械有限公司 （遼寧 110141） 劉紅楓 黃 浩

1.概述

球磨機、混合機適用于大型黑色金屬礦石破碎及篩選。球磨機是選礦過程中的主體設備，可將大塊的礦石粉碎成可以用來篩選的小規(guī)格礦石。球磨機主要由進料部、進料端部、筒體部、主軸承部、出料部、出料端部及傳動部等部分組成，其中筒體部是燒結機的重要組成部分；混合機是選礦的重要設備，它主要是由大齒圈裝配、擋輥裝置、托輥裝置、滾筒裝配及小齒輪裝配等組成部分。球磨機是通過筒體與法蘭，再將法蘭與端蓋連接起來；混合機的筒體和齒圈架也是通過焊接完成連接，所以焊接質量的好壞直接影響著球磨機及混合機的使用壽命。

以往我公司在生產過程中，很多筒體的坡口都是利用刨邊機刨成。但由于刀具行程問題，混合機的部分帶過渡坡口的筒節(jié)、齒圈架及磨機法蘭等無法在刨邊機上刨出；而人工切割的質量無法達到均勻度，故選擇立式車床進行加工保證坡口質量。但由于立車的選擇，不但使加工成本及周轉的費用大大提高，增加了大量的成本，而且操作者在焊接過程中需一邊焊接一邊繞著筒體、法蘭、齒圈架旋轉，因焊接位置為橫焊，增加了焊接難度，故導致焊縫處會出現氣孔、夾渣，甚至出現裂紋等重大焊接缺陷，嚴重影響產品質量及使用壽命。

焊割回轉變位機的研發(fā)成功，有效解決了筒體法蘭基齒圈架焊接過程中的回轉、焊接及坡口的焊割問題，為筒體加工的高質、高效提供了技術保障。

2.變位機結構設計

變位機采用座式結構，由底座、液壓傾翻機構、機械傾翻機構、齒輪傳動機構、回轉工作臺、機架、定位鎖緊機構、導電裝置和電控系統等部分組成。整機設計承載和驅動能力為25t，采用液壓、機械雙舉升傾翻結構形式，工作臺最大可傾翻角度20°，工作臺360°回轉，滿足φ5000～φ6000mm筒體及齒圈架周圈焊接需要，圖1為焊割變位回轉機結構示意。

圖1

（1）機架和底座設計 機架和底座設計為框架式結構，由優(yōu)質鋼板及型鋼焊接而成，焊后經整體退火去應力處理再進行機械精加工，以保證整體剛性、強度和長期使用不變形。機架起支撐變位機自身重量和承載工件負荷的作用，并將重量分散、均勻地傳遞給地面。

（2）回轉工作臺設計 工作臺為結構鋼件，盤面為基本盤面加支撐腿結構，可滿足最大φ5500mm工件焊接變位使用。工作臺具有足夠的強度和剛性，通過回轉支承固定在翻轉支架上。回轉支承選用德國HRS公司合資生產的重載型帶齒圈的專業(yè)回轉體，承載能力大，可以承受較大的沖擊載荷；回轉支承帶有齒圈，可通過齒輪與之嚙合進行傳動，將電動機輸出轉矩傳遞給回轉支承，實現工作臺帶動工件旋轉，且回轉精度高。工作臺面加工有放射性的8條T型槽，用于安裝固定工件支承架或相關工裝夾具。圖2為工作臺結構示意。

圖2

（3）傾翻裝置的設計 工作臺翻轉采用液壓系統驅動，利用液壓缸推動工作臺支架繞翻轉鉸鏈機構旋轉實現工作臺部件（包含工作臺、回轉支撐、回轉驅動系統等）繞固定支點翻轉，已達到變換工件位置的目的。翻轉轉軸端部還設有量角器，以便操作工觀測、調節(jié)工件傾斜角度。液壓和機械雙重鎖緊，在液壓缸將工件舉升至20°時，通過把機械支承臂的插銷插上，起到安全雙重鎖緊的目的，圖3為傾翻機構結構示意。

圖3

（4）回轉驅動裝置的設計 回轉驅動系統由驅動電動機、減速機、回轉小齒輪及回轉支承等部分組成；減速機安裝于工作臺背面，在翻轉過程中隨工作臺一起翻轉；回轉動作設計為變頻調速回轉，操作工可通過手控盒進行翻轉、回轉方向控制，回轉速度調節(jié)和觀測，以保證焊接過程順暢進行。減速系統采用擺線針輪減速機和蝸輪蝸桿減速機組合而成。既體現減速系統的高效率，又具有良好的自鎖定位功能。驅動電動機選用制動電動機，在工廠突然斷電時可有效防止在斷電情況下工作盤的自鎖；多重保險能在較大程度上保障人員安全及設備安全。

（5）定位夾緊裝置設計 工裝夾具是工件與變位機相連的中間過渡連接部件，一端與變位機的回轉盤固定，另一端用于裝夾固定工件。工裝夾具采用絲桿螺母副結構形式，該套夾具安裝在變位機工作盤面的T型槽內，可根據需要在T型槽內滑動并固定，以滿足工件直徑范圍的變化和對工件的裝夾。夾具雙重保護，通過插銷和預留孔可防止夾具滑塊因絲桿失效在軸線方向的竄動，圖4為定位夾緊裝置結構示意。

圖4

3.結語

該大型焊割回轉變位機結構設計縝密，操作使用方便，符合現代化生產中筒體直徑大、坡口切割形式復雜、焊割質量高標準需求，使原來球磨機筒體法蘭、混合機筒節(jié)、齒圈架只能通過大型立車才能完成的精度，現在可以利用焊切割來完成，降低了生產成本。采用該焊割回轉變位機，使原來操作者繞工件旋轉、調整角度焊接，改為工件旋轉、翻轉，不僅保證了焊接質量，而且滿足了快節(jié)奏的產品加工需要。現該變位機應用于公司的焊接車間，取得良好的加工效果。（20131010）