一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺的制作方法

本发明涉及带式输送机制造，尤其涉及一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺。

背景技术：

1、带式输送机是散状物料连续运输的关键设备，广泛应用于矿山、冶金、港口、电力、化工等行业。滚筒作为带式输送机的核心传动部件，承受较大的交变应力，其设计结构和制造工艺是保证设备正常运行的必要条件。滚筒主要有铸造和焊接两种结构形式，其中焊接滚筒在带式输送机上用量大、种类多。

2、在实际工作过程中，传动滚筒的主要破坏形式是筒体在旋转时承受交替拉伸压缩变形致使焊缝破裂。滚筒在运行过程中，沿轴线方向的径向变形与两端固定梁理论变形结果一致，即在筒壳中央径向变形最大，并向两端逐渐减小。带式输送机启动时张力最大，张紧力与驱动力成正比，导致滚筒所受压力短时间内迅速增加，同时滚筒启动时转加速度达到最大值，导致滚筒上扭矩瞬时变大，进而导致滚筒变形。当滚筒筒体发生挠曲变形时，轻则引起输送带跑偏，重则导致皮带撕断、滚筒压裂等严重事故。

3、现有滚筒筒体的加工工艺主要存在以下问题：

4、第一，筒体卷制环节缺乏对挠曲变形的预控手段。传统三辊卷板机在卷制过程中，由于辊轴受力变形，易导致筒体端部被压成局部凸鼓状，尤其是小直径厚壁筒体，因筒体直径小、材料屈服强度高、筒体长度大等原因需很大的卷制压力，卷板机辊轴变形更为显著。

5、第二，焊接环节变形控制不足。焊接滚筒的焊缝质量和焊接变形量对带式输送机的运行平稳性影响较大。焊接过程中产生的热输入不均匀、焊接收缩应力以及焊接顺序不合理等因素，均会导致筒体产生径向变形和轴向挠曲变形。现有工艺中，筒体焊接成形后直线度及两端直径超差较大，导致让步接收或报废的频繁发生。

6、第三，缺乏系统的残余应力消除工艺。焊接完成后，筒体内部存在较大的焊接残余应力，若不进行有效的消除处理，在运行过程中残余应力与工作应力叠加，加速筒体挠曲变形和焊缝开裂。

7、第四，精加工环节的装夹定位精度不足。传统工艺中筒体精加工时找正基准不统一，难以保证安装中心与筒体回转中心同心，导致加工后的筒体圆度、圆柱度超差，进一步加剧运行中的挠曲变形。

8、第五，结构设计上缺乏针对性的抗挠曲加强措施。现有滚筒筒体大多为单一筒皮结构，未在关键位置设置加强结构，抗弯刚度不足。

9、针对上述问题，本发明提供一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，通过从材料选择、卷制预控、焊接变形控制、应力消除、精加工定位到结构加强的全流程系统化控制，有效降低滚筒筒体的挠曲变形量，提高滚筒的运行稳定性和使用寿命。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺。

2、本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

3、一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，包括以下步骤：

4、步骤一：材料选择与预处理：

5、选用屈服强度≥345mpa的结构钢板，经矫平处理后下料；

6、步骤二：筒体卷制与反变形预控：

7、采用三辊卷板机卷制，在上辊两端设置挠曲补偿控制装置施加反向加载力，卷制完成后校圆；

8、步骤三：加强环的设置与装配：

9、在筒体内部轴向设置2-6道加强环，加强环间距从中间向两端逐渐增大；

10、步骤四：接盘加工与装配：

11、接盘经超声波探伤后加工，与筒体两端内壁装配焊接；

12、步骤五：纵缝与环缝的焊接变形控制：

13、纵缝采用分段退焊法，环缝采用多层多道焊，焊接过程中设置中间托辊和端部卡环控制变形；

14、步骤六：焊后热处理消除残余应力：

15、对滚筒进行整体退火或局部回火处理；

16、步骤七：精加工与精度控制：

17、以两端接盘内孔为基准找正，进行镗削和车削加工；

18、步骤八：胀套连接与装配：

19、采用胀套方式将轴与轮毂进行过盈连接；

20、步骤九：动平衡校正：

21、依次进行静平衡和动平衡测试。

22、步骤二中，上辊挠曲补偿控制装置施加的反向加载力为额定卷制压力的10%-20%。

23、步骤二中，校圆后筒体圆度误差≤1mm。

24、步骤三中，当滚筒长度l≤1500mm时设置2道加强环；当1500mm2500mm时设置5-6道加强环。

25、步骤三中，加强环厚度为筒体壁厚的0.8-1.2倍，加强环宽度为筒体壁厚的2-4倍。

26、步骤五中，分段退焊法将纵缝分为若干段，每段长度为200-300mm，从中间向两端交替焊接。

27、步骤五中，环缝采用u型坡口，坡口角度为60°-70°，多层多道焊每层焊缝厚度不超过3mm，层间温度控制在150-250℃。

28、步骤五中，每条焊缝焊接完成后立即采用高频振动时效装置进行处理，振动频率为20-50hz，振幅为0.5-2mm，处理时间为5-15分钟。

29、步骤六中，整体退火处理工艺为：以≤80℃/h的升温速率加热至580～620℃，保温2～4小时，以≤100℃/h的降温速率随炉冷却至300℃以下，再出炉空冷。

30、步骤七中，精加工精度控制标准为：筒体内径公差h8级，轴承位尺寸公差h6级，键槽对称度≤0.02mm，筒体圆柱度不超过直径公差的50%，筒体圆度误差≤0.5mm。

31、本发明的有益效果是：本发明通过全流程系统化的变形控制手段，能有效降低滚筒筒体的挠曲变形量，提高滚筒的抗弯刚度和运行稳定性，筒体中部挠曲变形量较传统工艺降低40%以上，圆度误差控制在0.5mm以内。

1.一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤二中，上辊挠曲补偿控制装置施加的反向加载力为额定卷制压力的10%-20%。

3.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤二中，校圆后筒体圆度误差≤1mm。

4.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤三中，当滚筒长度l≤1500mm时设置2道加强环；当1500mm2500mm时设置5-6道加强环。

5.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤三中，加强环厚度为筒体壁厚的0.8-1.2倍，加强环宽度为筒体壁厚的2-4倍。

6.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤五中，分段退焊法将纵缝分为若干段，每段长度为200-300mm，从中间向两端交替焊接。

7.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤五中，环缝采用u型坡口，坡口角度为60°-70°，多层多道焊每层焊缝厚度不超过3mm，层间温度控制在150-250℃。

8.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤五中，每条焊缝焊接完成后立即采用高频振动时效装置进行处理，振动频率为20-50hz，振幅为0.5-2mm，处理时间为5-15分钟。

9.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤六中，整体退火处理工艺为：以≤80℃/h的升温速率加热至580～620℃，保温2～4小时，以≤100℃/h的降温速率随炉冷却至300℃以下，再出炉空冷。

10.根据权利要求1所述的一种带式输送机滚筒筒体挠曲变形控制的加工工艺，其特征在于，步骤七中，精加工精度控制标准为：筒体内径公差h8级，轴承位尺寸公差h6级，键槽对称度≤0.02mm，筒体圆柱度不超过直径公差的50%，筒体圆度误差≤0.5mm。