在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中,改向滾筒是至關(guān)重要的導(dǎo)向與張緊部件,其運(yùn)行的穩(wěn)定性和精度直接關(guān)系到整個(gè)輸送系統(tǒng)的效率與安全。改向滾筒軸作為核心承重與傳動(dòng)元件,一旦發(fā)生彎曲變形,將引發(fā)滾筒異常振動(dòng)、軸承損壞、密封失效,甚至導(dǎo)致皮帶跑偏、磨損加劇等一系列連鎖問(wèn)題,嚴(yán)重威脅生產(chǎn)安全。因此,對(duì)已發(fā)生彎曲的滾筒軸進(jìn)行科學(xué)、有效的校直處理,是設(shè)備維護(hù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)與決策。以下是幾種主要的校直處理方法及其適用性分析。
一、核心校直方法:冷校直與熱校直
校直工藝從宏觀上可分為冷校直與熱校直兩大類(lèi),其選擇主要取決于改向滾筒軸的彎曲量、材質(zhì)、直徑以及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)條件。
1.冷校直法
冷校直是在軸材的常溫狀態(tài)下,通過(guò)施加反向外力使其發(fā)生塑性變形,從而抵消原有彎曲量的方法。該方法操作相對(duì)簡(jiǎn)便,是處理中小程度彎曲的選擇。
-壓力機(jī)靜態(tài)校直:這是經(jīng)典、應(yīng)用廣的冷校直方法。操作時(shí),首先使用百分表在V形鐵或機(jī)床頂上測(cè)量出軸的彎曲高點(diǎn)與數(shù)值,做出清晰標(biāo)記。隨后,將軸置于壓力機(jī)工作臺(tái)之間,使凸起面朝上,在彎點(diǎn)處施加靜壓力。施壓過(guò)程需遵循“矯枉過(guò)正”原則,即壓回量要略大于彎曲量,以補(bǔ)償金屬材料的彈性回復(fù)(回彈)。該方法精度高,對(duì)軸頸表面無(wú)熱影響,但要求操作者具備豐富的經(jīng)驗(yàn)以準(zhǔn)確判斷壓力與回彈量。
-錘擊局部校直:針對(duì)彎曲量較小或局部微彎的情況,可采用錘擊法。使用手錘或銅錘連續(xù)、均勻地敲擊軸彎曲部位的凹面表面,通過(guò)引發(fā)凹面金屬晶格間的擠壓與伸長(zhǎng),產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,使軸逐漸恢復(fù)平直。此法看似簡(jiǎn)單,實(shí)則技術(shù)性強(qiáng),對(duì)敲擊力度、密度和位置的掌控要求高,若操作不當(dāng)易造成軸表面損傷或應(yīng)力集中,通常僅適用于缺乏大型設(shè)備時(shí)的應(yīng)急處理或輔助校直。
2.熱校直法
當(dāng)改向滾筒軸的彎曲量較大、直徑粗大或材質(zhì)剛性強(qiáng)時(shí),冷校直可能因所需壓力過(guò)大而難以實(shí)施,或存在斷裂風(fēng)險(xiǎn),此時(shí)熱校直成為更優(yōu)選擇。
氧氣-乙炔焰加熱校直(熱點(diǎn)校直):這是常用的熱校直技術(shù)。其原理是利用金屬熱脹冷縮的特性。操作時(shí),首先準(zhǔn)確找到彎曲的凸點(diǎn),使用氣焊槍以該點(diǎn)為中間,在軸表面快速加熱一個(gè)或多個(gè)限定區(qū)域(通常為橢圓形或帶狀)。加熱溫度需嚴(yán)格控制,一般中碳鋼軸控制在700°C左右(呈暗紅色)。受熱區(qū)域材料試圖膨脹,但受到周?chē)鋺B(tài)材料的約束,從而產(chǎn)生壓縮塑性變形。當(dāng)停止加熱并冷卻后,該區(qū)域收縮,產(chǎn)生強(qiáng)大的拉應(yīng)力,將軸“拉”回平直狀態(tài)。整個(gè)過(guò)程需配合百分表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可輔以輕微的壓力或錘擊。此法效率高,但技術(shù)難度大,加熱溫度、速度、面積和深度若控制不佳,可能改變改向滾筒軸的金相組織與機(jī)械性能,甚至引發(fā)新的變形或裂紋。
二、校直工藝的輔助與后續(xù)保障
無(wú)論采用何種方法,一個(gè)完整的校直流程都離不開(kāi)準(zhǔn)確的測(cè)量與必要的后續(xù)處理。
1.準(zhǔn)確測(cè)量是前提:校直前、中、后都需要依賴百分表進(jìn)行準(zhǔn)確、反復(fù)的測(cè)量。繪制彎曲曲線圖,能更直觀地判斷彎曲形態(tài),指導(dǎo)施力或加熱點(diǎn)的選擇。
2.應(yīng)力退火消除內(nèi)應(yīng)力:特別是經(jīng)過(guò)冷校直的軸,其金屬內(nèi)部會(huì)積聚巨大的內(nèi)應(yīng)力,在后續(xù)使用中容易發(fā)生再次變形(時(shí)效變形)。因此,對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備的改向滾筒軸,在冷校直達(dá)到精度要求后,應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火處理,將軸緩慢加熱至500-600°C,保溫一段時(shí)間后隨爐冷卻,以消除內(nèi)應(yīng)力,確保校直效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
3.精度檢驗(yàn)與無(wú)損探傷:校直完成后,需要對(duì)改向滾筒軸的直線度進(jìn)行檢驗(yàn),確保其達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范(通常要求不大于0.05mm/m)。此外,尤其對(duì)熱校直或經(jīng)歷較大壓力校直的軸,應(yīng)對(duì)其受力/受熱區(qū)域進(jìn)行磁粉探傷或超聲波探傷,檢查是否存在微觀裂紋,確保運(yùn)行安全。
改向滾筒軸的校直是一項(xiàng)集技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)與耐心于一體的精細(xì)維修作業(yè)。壓力機(jī)靜態(tài)冷校直因其可控性強(qiáng)、精度高而成為常規(guī)選擇;熱校直則是對(duì)付嚴(yán)重彎曲變形的有效手段。方法的選擇需基于科學(xué)的診斷與評(píng)估。實(shí)踐中,維護(hù)人員應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)到,校直成功的關(guān)鍵不僅在于“直”的結(jié)果,更在于對(duì)軸內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)和材料完整性的保障。對(duì)于彎曲過(guò)于嚴(yán)重或存在深層次損傷的軸,從安全性與經(jīng)濟(jì)性綜合考量,更換新軸往往是比強(qiáng)行校直更為穩(wěn)妥的決策。