這篇機械職稱論文發(fā)表了蒸汽烘干機筒體工藝設(shè)計與實踐，蒸汽烘干機是一種高效環(huán)保的設(shè)備，論文介紹了筒體關(guān)鍵部件的制造工藝，筒體部件的制造質(zhì)量直接影響蒸汽烘干機各零部件的安裝和設(shè)備的高效使用。

　　摘要：根據(jù)蒸汽烘干機筒體部件結(jié)構(gòu)，對φ4.44m×11.8m筒體部件的卷制、焊接、組裝和機加工等工藝進行合理設(shè)計。為了實現(xiàn)支承架組裝和筒體機加工等工序，應(yīng)用現(xiàn)有的切割、卷制、焊接及機加工等設(shè)備，設(shè)計制作專用工裝。應(yīng)用結(jié)果表明，筒體部件質(zhì)量可滿足標(biāo)準(zhǔn)和圖樣要求，保證了蒸汽烘干機的安裝和高效運行。

　　關(guān)鍵詞：機械職稱論文,蒸汽烘干機,支承架,焊接,機加工蒸

　　汽烘干機是一種高效回轉(zhuǎn)式間接干燥設(shè)備，與傳統(tǒng)氣流干燥相比，它具有工藝簡單、熱效率高、環(huán)保條件好、便于操作及維護管理等優(yōu)點[1]，在冶金、選礦、建材和化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。它由筒體部件、換熱管組、進料、出料、托輪擋輪裝置、驅(qū)動裝置及蒸汽分配裝置等部分組成。筒體外圓有2個輪帶安裝面，2個輪帶間有傳動大齒圈連接法蘭，筒體一端有進料端板法蘭連接面，另一端焊有出料短節(jié)，出料短節(jié)外圓有出料罩密封法蘭，出料短節(jié)周向有多個出料孔;筒體內(nèi)焊有多組支承架，支承架為多組側(cè)面帶半圓槽支撐臂與環(huán)形夾板組成，并由螺栓連接，各半圓槽與出料短節(jié)兩端腹板上孔對應(yīng)同軸，供同圓心分布的通汽管支承;筒體內(nèi)壁有不銹鋼板襯層，襯層與筒體焊接采用塞焊方式連接，

　　1筒體關(guān)鍵部件的制造工藝

　　以φ4.44m×11.8m蒸汽烘干機筒體部件為例進行分析，筒體部件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　1.1筒節(jié)卷制

　　(1)備料根據(jù)筒體展開及工藝要求，與鋼廠訂制所需規(guī)格的鋼板，材料進廠后應(yīng)進行化學(xué)成分及力學(xué)性能檢驗，保證鋼板表面平整，并符合圖樣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。(2)鋼板清理卷制前清除板材上的金屬屑、油污和雜物，或進行噴丸處理。(3)切割下料綜合考慮鋼板的材質(zhì)、板厚及經(jīng)濟性等因素，選擇筒體所需規(guī)格的鋼板，法蘭、腹板等少數(shù)零件的鋼板用氧-乙塊火焰自動切割機切割下料。(4)焊接坡口加工筒體由多個筒節(jié)用不同厚度鋼板卷制焊接而成，在各筒節(jié)卷制前，用氧-乙塊火焰自動切割機切割筒節(jié)縱焊縫坡口，如圖2(a)、(b)所示為不同板厚縱焊縫坡口形式。筒節(jié)環(huán)焊縫坡口加工在筒節(jié)卷制成圓后進行，用兩組車削筒節(jié)的支承架支撐筒節(jié)內(nèi)圓兩端，由支承架上周向分布的數(shù)組調(diào)節(jié)螺栓校正筒節(jié)外圓與支承架軸心位置，然后在筒節(jié)車削落地車床上由兩頂尖夾緊進行車削。為保證筒體焊接后長度，按經(jīng)驗公式計算筒節(jié)加工預(yù)留焊接收縮余量[2]，經(jīng)驗公式為：(5)筒節(jié)卷制成形將已加工坡口的各筒節(jié)鋼板分別在70×3200型三輥卷板機上卷制，卷板時鋼板必須放正，保證兩側(cè)邊與輥床的輥子軸線垂直，端線與輥子平行。滾彎時使用行車密切配合，先將筒體卷制成腰形，要求筒節(jié)縱向合口在腰形平直自然狀態(tài)對接，進行點焊并按工藝要求完成筒節(jié)縱向焊縫焊接。然后在三輥卷板上進行筒節(jié)圓度處理，用超過2m的弧形樣板檢測筒節(jié)曲率，滾圓時盡可能地減少滾制遍數(shù)，以減少筒體的碾長量[2]。

　　1.2筒體焊接

　　(1)焊接方法筒體焊接分為環(huán)焊縫和縱焊縫，筒體在交變載荷下運轉(zhuǎn)，全部采用連續(xù)焊縫埋弧焊進行焊接。(2)焊接材料選擇筒體所用材料Q235-B，采用手工電弧焊。焊接材料選用E43系列焊條，焊條直徑為5mm，定位焊時選擇J422焊條;埋弧焊焊接材料選用H08A焊絲與HJ431焊劑匹配，焊絲直徑為5mm。(3)焊接工藝參數(shù)的選擇①手工電弧焊焊接工藝參數(shù)：焊條J422直徑5mm，焊接電流200~270A，電弧電壓16~25V;②埋弧焊的工藝參數(shù)：焊接時電流取550~680A，電弧電壓30~38V，焊接速度30~35cm/min。(4)焊接坡口形式焊接筒體時有環(huán)焊縫和縱焊縫兩種，其中環(huán)焊縫有不同板厚之間的焊接，焊接坡口有如圖2幾種形式。(5)焊接順序和焊接層數(shù)筒體的焊接采用分部件焊接的方法，先分別進行各節(jié)筒體縱焊縫焊接，再進行筒節(jié)之間的環(huán)焊縫的焊接連接。由于筒體受力最大且處在交變應(yīng)力下工作，為減少應(yīng)力集中，筒體相鄰段節(jié)間的縱向焊縫應(yīng)沿圓周錯開，且錯開距離不得小于600mm[3]。為了保證筒體圓度及直徑尺寸，選用同步對稱立焊法將兩筒節(jié)連接，立焊之前兩筒節(jié)采用8組周向分布的調(diào)節(jié)裝置，如圖3所示。圓周調(diào)節(jié)兩筒節(jié)對接不同心度，然后兩焊工在筒體對稱兩側(cè)位置用同樣的焊接電流和焊接速度施焊，每次焊接筒體周長的1/12后，轉(zhuǎn)一次方向，焊接順序如圖4所示。依次將筒體各節(jié)焊接連接，將立焊連接的筒體放置在水平翻轉(zhuǎn)臺上，再進行環(huán)焊縫自動埋弧焊，不對稱X型環(huán)焊縫焊接為先外后內(nèi)順序，如圖5所示，外側(cè)蓋面層前一層焊縫應(yīng)控制在筒體外表面1~2.5mm，焊縫層間清理采用砂輪打磨，背面使用碳弧氣刨清根，并用砂輪打磨干凈。(6)檢驗當(dāng)焊縫采用射線探傷時，焊縫質(zhì)量應(yīng)高于GB3323《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》的Ⅲ級;當(dāng)采用超聲波探傷時，焊縫質(zhì)量應(yīng)高于GB11345《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》中的Ⅱ級[3]。

　　1.3焊后熱處理

　　為了消除筒體焊接后內(nèi)應(yīng)力，可將其放置到大型退火爐中進行整體退火，其爐溫為580±20℃，保溫時間3h。

　　1.4出料短節(jié)端腹板90-φ100mm孔加工

　　出料短節(jié)兩端腹板上各有90-φ100mm孔，分5組周向分布，腹板相距700mm，兩腹板上孔與后續(xù)筒體內(nèi)組裝的支承架上半圓槽對應(yīng)同軸，如圖1所示。其加工工序為：①先在兩端腹板組焊前加工各孔再與筒節(jié)組焊，該方法加工設(shè)備要求不高，但焊接定位工裝復(fù)雜;②先組焊后加工孔，該方法不需焊接工裝，但加工時占地大，需大型加工設(shè)備。根據(jù)制造要求和現(xiàn)有設(shè)備條件其加工工藝，出料短節(jié)與筒體焊接連接經(jīng)退火處理，出料短節(jié)端置于TKA6920型數(shù)控落地銑鏜床工作臺上，另端支放在機床工作臺外，以筒體外圓校正固定，筒體軸線為基準(zhǔn)，按腹板上孔應(yīng)與腹板拼接焊縫錯開，其邊緣距離焊縫不小于75mm[3]，算出腹板上90-φ100mm孔相對坐標(biāo)值，利用機床鏜銑頭裝夾特制加長鉆、鏜桿，分別對出料短節(jié)兩腹板上孔按序一次加工至要求。

　　1.5支承架制作與安裝

　　支承架由2個不銹鋼圓環(huán)夾板和5個周向均布的支撐臂分別用4組螺栓和2組定位螺栓連接而成。其中筒體進料端有1/2長度上的支撐臂外部包不銹鋼片，支撐臂徑向側(cè)面帶半圓槽，為保證加熱管在筒體旋轉(zhuǎn)工作時能承受物料沖擊，支承架在筒體內(nèi)軸向1m左右布置，與筒體焊接連接。每一組換熱管組件均可單獨從進料端抽出，要求組裝后的支承架上弧形槽與筒體出料短節(jié)端板上孔對應(yīng)，其圓柱度公差為φ1mm。1.5.1圓環(huán)夾板、支撐臂及不銹鋼片等制作(1)圓環(huán)夾板材質(zhì)為不銹鋼采用水切割下料，車床車削端面及內(nèi)外圓，加工中心加工與支撐臂連接接合面及連接螺栓孔。(2)支撐臂材質(zhì)為Q235-B用氧-乙塊火焰自動切割機下料，加工中心加工其側(cè)面半圓槽、定位導(dǎo)桿孔及連接螺栓孔。(3)支撐臂外部不銹鋼片支撐臂側(cè)面帶半圓槽不銹鋼片采用水切割加工，半圓槽不銹鋼弧板采用壓力成形。(4)支撐臂外側(cè)不銹鋼片焊接要求半圓槽弧板和支撐臂半圓槽緊密貼合，每組支撐臂焊后形狀一致。1.5.2支撐臂與圓環(huán)夾板組裝(1)支承架組裝工裝按照5個周向均布的支撐臂上每組2個定位導(dǎo)桿孔位置，在厚鋼板加工10個定位銷孔，配裝10根專用定位銷，鋼板中央開一工藝孔，用于支撐臂與圓環(huán)夾板螺栓連接，支撐臂與圓環(huán)夾板組裝專用工裝如圖6所示。(2)超胎裝配在工裝上依次放置圓環(huán)夾板、支撐臂及圓環(huán)夾板，支撐臂與定位銷配合定位，每個支撐臂與圓環(huán)夾板用4組螺栓連接預(yù)緊，校正圓環(huán)夾板位置，配作各支撐臂與圓環(huán)夾板鉸制孔，定位螺栓連接，緊固所有螺栓螺母，用3件工藝連接桿和5組螺栓螺母與各支撐臂外端導(dǎo)桿孔連接，支撐臂相互穩(wěn)固(工藝連接桿待支承架在筒體內(nèi)安裝焊接后缷去)，支承架缷模，轉(zhuǎn)入筒內(nèi)安裝工序。1.5.3支承架安裝焊接筒體內(nèi)有10組支承架，軸向1m左右不等距分布，每組支承架質(zhì)量約1t，側(cè)面半圓槽與筒體出料短節(jié)兩端腹板上孔對應(yīng)同軸，支撐臂與筒體焊接固定。(1)兩根長槽鋼作為工作平臺主骨架兼作導(dǎo)軌，制作手推小車，小車帶有滾輪并配有手動液壓缸的升降與夾緊裝置。(2)將筒體在翻轉(zhuǎn)臺上水平就位，工作平臺一端放置到筒體內(nèi)，利用出料短節(jié)內(nèi)腹板上孔進行連接，另一端在筒體外支承，調(diào)節(jié)工作平臺水平，小車置于工作平臺導(dǎo)軌上，用行車將組裝的支承架吊放在小車上固定，推動小車至筒體內(nèi)相應(yīng)位置;用兩根φ100mm長鋼管作為支承架安裝定位導(dǎo)桿，由出料短節(jié)兩腹板孔依次伸進筒體一定長度，以鋼管管壁與支撐臂半圓槽接觸作為新裝支承架就位基準(zhǔn)，微調(diào)液壓缸校正支承架軸向與徑向位置，點焊支撐臂與筒體各連接板，然后加固焊接至要求，以此法從內(nèi)到外依次安裝焊接10組支承架。

　　2筒體的加工

　　筒體上2個輪帶安裝面φ4560mm，中心相距5300mm，圓柱度誤差0.5mm，輪帶安裝面、進料端法蘭連接面和出端短節(jié)外圓φ4500mm密封面，與出端短節(jié)端板上φ1800mm止口同軸度誤差0.5mm。筒體加工工藝如下。(1)先采用經(jīng)緯儀對主軸和尾座頂尖進行校準(zhǔn)，保證同軸度要求，然后調(diào)整主軸線與滑板中心線的平行度公差，保證平行度要求。(2)用工字鋼和鋼板焊接制作米字架作為筒體機加工進料端支承，如圖7所示。米字架徑向與筒體進料端內(nèi)壁焊接連接，米字架中部焊接的鋼板與落地機床尾座頂針過渡軸法蘭螺栓連接;出料短節(jié)外端板φ1800mm止口與雙法蘭過渡軸配合，螺栓緊固連接。(3)將安裝好夾具筒體部件固定在落地車床上，并找正固牢。(4)采用雙刀架同時對筒體兩輪帶安裝面及兩端連接法蘭面多處進行加工[4]。(5)加工完成并經(jīng)檢驗確認(rèn)合格后，方可卸裝筒體。(6)出料短節(jié)出料比內(nèi)寬度600mm左右，其外圓周向分布5個400mm寬、形狀為長腰型出料孔，卷制圓筒前切割開孔對鋼板卷制成圓，以及用開孔的出料短節(jié)作加工支承進行筒體機加工，對卷制和加工精度有影響，故出料短節(jié)外圓開孔安排在筒體機加工后進行。其加工工藝為：①筒體放置在翻轉(zhuǎn)臺上，按圖劃線并氣割5個出料孔;②利用管磨機磨門孔加工專用機床銑削筒體出料短節(jié)外圓上5個長腰型出料孔周邊。

　　3結(jié)語

　　蒸汽烘干機筒體部件經(jīng)過切割下料、卷制成型、焊接、組裝連接和機械加工等工藝設(shè)計，并運用支承架組裝、筒體機加工等專用工裝，應(yīng)用現(xiàn)有的切割、焊接用機加工等設(shè)備制作，保證了筒體部件各工序的完成，筒體部件尺寸和形位精度等均達到標(biāo)準(zhǔn)和圖樣要求。參照該工藝方案已生產(chǎn)多種規(guī)格筒體部件，產(chǎn)品在銅陵和株州等多家對進入閃速熔煉爐中的銅精礦進行干燥，得到用戶好評，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益。

　　參考文獻

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　　作者：楊增旺 單位：江蘇鵬飛集團股份有限公司

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