逆向设计 小马也能拉大车

纯碱制修一朱建新

　　蒸汽加热煅烧炉，是纯碱生产中的关键设备。在长周期连续运转中，支承炉体运转的托轮因承受轴向和径向的较大负荷，其外圆表面磨损后造成表面质量和形状精度的下降，使设备运转时振动加大，影响调炉效果，造成设备运行效率降低，滚圈表面磨损加重，同时，支撑托轮运转的轴承达到一定运行周期后需要更换，因此托轮及轴承需要定期修护、更换。

　　常规的修复方法是采用顶炉技术，更换新托轮总成。此方法一般维修单位没有加工能力，需要外委加工，费用高，工期长。另一种方法是利用我们研制的车削装置实施在线车削。采用此种方法是利用自车原理，无装夹工件时的误差，加工精度高。但此种方法只适用于不用更换轴承或加工量较小的的托轮表面加工。随着轻灰煅烧炉的更新改造，原φ1100托轮被更换成φ1400的大托轮，我车间无能力加工。面对越来越多的托轮需要外委加工，为了减少运输外委加工费用，自主加工φ1400托轮的课题再次被提出。
　　制修车间技术人员另辟蹊径，采用逆向设计的方式，利用我们熟练掌握的在线切削技术，提出了模拟在线车削法。应了一句老话，有条件上，没有条件创造条件也要上。其思路是人为创造托轮与现场一样的运转工况，与自制车削装置组成一套车削系统，即能实施车削。 　　设计主传动装置，经过严密计算，采用两级摆线针轮减速机，使用4KW电机即可驱动4吨重的托轮旋转，满足车削动力要求，可谓小马拉大车。为了节俭，利用闲置了三十年的蜂窝平台做机床底座，利用边角料制作了床身和等高支撑座。 　　采用全新设计的车削装置。纵向导轨副由滑块、导轨组成，为直线滚动导轨副，相比铸铁燕尾滑动导轨，具有摩擦阻力小、精度高、不需要刮研，可以成品采购等优势。进给系统由链轮、链条、电子式机械走刀器 、手轮、丝杠、丝母等组成，具有正反向自动进给、快速运动，转速数码显示等优点，可自动又能手动进给。 　　如何将减速机的动力传递给驮轮也是一个难题，大家提出了摩擦轮法，链轮法，传统的联轴器法等各种方法。通过使用永磁起重器，我们得到了启发，制作了半联轴器与减速机输出轴连接，将永磁起重器放到半联轴器U型槽内并吸在托轮轴端面上以强磁吸力传递扭矩。采用该形式，不用在托轮轴上进行机加工改造，安装非常便捷，并且还能起到过载保护作用。 　　将待加工的托轮总成安装到等高支撑座上，找正托轮轴线与主传动装置同心后，用磁力联轴器连接托轮轴端面。安装车削系统，将自带强力永磁铁的找正装置固定到托轮侧面，使工字型平尺模拟托轮的侧母线，使用百分表以工字型平尺侧面为基准找正纵向导轨与托轮轴线平行，调整刀尖中心高与轴承座剖分面等高。使用变频器控制主传动装置的电机，使启动平稳，根据粗精车要求，可无极调整托轮转速。启动主传动装置，托轮在磁力联轴器驱动下运转后，即可实施车削。经过车间技术人员与钳工、车工技师的共同努力，工作进展顺利。一次试车成功。 　　托轮模拟在线车削装置结构简洁，技术含量高，安装方便，具有自主知识产权，设计新颖的磁力联轴器结构巧妙安装方便，避免在托轮轴上加工键槽或攻丝。车削取得了满意效果，表面质量、尺寸精度、径跳误差都很理想。对比外委加工的托轮，外委加工的径跳误差为0.1，自主车削的托轮径跳误差为0.03，这是影响煅烧炉运转工况的重要参数，自主车削的结果明显占优。

　　作为维修车间，如果为车削大直径工件购置大型车床，既没有安装场地，至少三十万元以上的投入也不经济。用约1万余元的投入即解决了自主加工大直径工件的难题，闯出了一条新的维修之路，也为今后开展基于再制造技术的更高技术含量的工作打下坚实的基础。该项目被写入纯碱分公司2019年工作总结中，作为参与人员备受鼓舞。创新永远在路上，我们将再接再厉，努力提升自己的专业素养，争取创造出更好的成绩。