圆形料场堆取料机柱体制作要点分析

1 圆形料场堆取料机简介圆形料场堆取料机为大型重载设备(如图 1所示)，其中柱体(如图2所示)是整个圆形料场堆取料机最关键的承载及运动部件，从上到下依次分为栈桥平台、上部柱体、中间柱体及下部柱体，除中间柱体和下部柱体为螺栓联接外，其余各段各部分均通过回转轴承联接。

上部柱体两侧安装上部皮带堆料机，栈桥平台上方接受系统皮带机输送来的物料，在驱动装置的动力下，通过回转大轴承转动带动上部柱体及上部皮带堆料机等-起做 360。旋转，在圆形料仓堆料机半径范围内堆料。

下部柱体有 2个联接法兰，内法兰与中间柱体螺栓联接；外法兰通过回转大轴承与回转平台联接，回转平台带动门架和刮板取料机，在圆形料场 内360。旋转取料。

以无锡中信(江阴)码头有限公司 CSR4320/3000·120型圆形料场堆取料机为例，可实现堆料4320t/h，取料 3000t/h，柱体高42m，柱体 自身质量157 t，柱体上部及堆料机等旋转主体部分质量为154 t，下部回转平台、门架及刮板取料机等旋转主体部分质量为 525 t。该机型体积庞大，承受载荷大，结构复杂，安装难度大，制作精度要求高，工艺难度大；在生产过程中，承受着来自其上部回转、皮带机运行和落料、取料机取料、俯仰等各种不均衡、非周期作用力的综合影响，受力很不稳定，动载大；各种力及它们产生的弯矩、扭矩共同叠加，最终作用于柱体。因整机运转平稳性要求高，所以，柱体无疑是整机的脊梁”，是整机正常运行的必要保障，柱体的加工制作工艺，决定着圆形料场堆取料机整机的运行质量。

2 影响柱体质量的主要因素2.1 直线度由图2可见，柱体是由三段叠加而成，其中上部收稿 日期 ：2013-03-12图1 圆形料场堆取料机柱体又由上部回转平台、上部回转框架、中部回转平台组成(如图3所示)。

第5期 王素妮，等：圆形料场堆取料机柱体制作要点分析 ·63·、、 栈桥平台图2 柱体、、 上部柱体中问柱体下部柱体1 1部回 / I平台/ ，上部回 l/转框架 /中部回 I 转平台 L、 、 -- - f图 3 上部柱体要保证堆料机和取料机在不同角度工作时整机受力均衡，必须先保证整个柱体安装后的直线度，才能保证柱体重力合力与轴线重合，下部柱体各支腿对地基作用力均匀。即直线度是保证圆形料场堆取料机平稳运行和整机寿命的必要条件，将直线度控制在3 mm以内可以有效保证整机安装要求。

2.2 平面度及平行度柱体是由各段的上、下法兰面或接合面首尾连接而成，必须分别保证各零件同轴，安装接合面互相平行 ，且均与轴线垂直，才能保证柱体安装后腰杆挺直”。由于机械加工后的接合面是精基准，所以接合面的平行度是保证柱体直线度的必要条件。制作中应将各零部件的平面度和平行度控制在 1 mm以内。

所以，柱体各段制作要点就围绕以上 2方面进行重点控制，其中平面度和平行度是最根本的控制要素。

3 柱体加工工艺控制要点3.1 上部柱体按图3所示，上部柱体的上、下 2个回转平台与上部回转框架通过各 4组标记为 I和 Ⅱ的螺栓联接。按正规的工艺，应为各件分别焊接成型后，各件分别机械加工法兰面和螺栓联接方板接合面，各自独立保证加工面的平面度和平行度。

要保证 I和Ⅱ处接合面的平面度，必须-次走刀完成。由于该加工面外廓尺寸为4320mm×4980mm，超出-般设备的加工范围，即使找到合适的加工设备，成本也很昂贵；尤其是上部回转框架两端均要加工，且要保证两端的平行度，必须使该框架-次装夹，对于高达 4 350 mm的焊接框架而言，构件尺寸超大、强度低、装夹无基准、稳固性差、加工工艺难度较大。

为此，采取如下工艺调整：(1)将上部柱体各件组焊好，保证尺寸，但各件中4组标记为 I和Ⅱ的螺栓联接方板在各件组焊时暂不焊接，只成对配钻孔后用螺栓紧固，保证接合面贴合严实；(2)将上、下回转平台的法兰面加工好，并钻好法兰各孔；(3)将上部柱体各件预拼装：在三者中心线重合、保证总体高度的前提下，微调上、下回转平台的法兰面平行度在 1 mm以内，校验 I和Ⅱ的螺栓联接方板的位置尺寸合格，用小电流将其分别焊到构件主体上。焊接中采取先下后上的顺序，注意控制焊接变形，不致因受热影响法兰面平面度；(4)待焊缝冷却 ，复验平行度合格后，将上部柱体各部件解体，作好 I和Ⅱ的螺栓联接方板配对标记，在现巢装不能互换。

采用该工艺调整，合理规避了2对螺栓联接方板的结合面的平面度及其与其他法兰面的平行度要求，将该处的机械加工面变为非加工面，节省大量机加工成本，避免了设备加工能力不足带来的障碍，保证了零部件制作质量。

3.2 中间柱体中间柱体主要为 2770 mm，长度 24400 mm的圆柱简体，两端各焊接-联接法兰，直径分别为2 830mm、 3040mm。对于圆柱筒体，采用焊接板拼形式，具体为：(1)将圆柱筒体长度按采购钢板宽度分段；(2)每段分别卷圆，焊接纵缝，控制圆柱度在 2mm以内；· 64· 华 电技 术 第35卷(3)将圆柱筒体各段(两端筒体除外)环缝对接，为相 避开焊接热影响区，纵 、环焊缝相互错开，尽量对称美观；错边量≤2 mm；保证筒体圆柱度，确保相应长度符合公差要求。

对于两端法兰的机械加工，正规的工艺是圆柱简体与2个法兰焊后整体加工。由于简体太长，直径偏大，要保证2个法兰的平行度在 1 mm以内，必须定制专用卧式车床并配备相应工装，对于单件或少量生产，投入成本太大，而设备利用率太低。为此，采取如下工艺：(1)圆柱简体两端的 2段简体，卷圆后先与端部法兰焊接；(2)检查简体轴线与法兰面垂直度合格后 ，在立式车床上以简体外 圆找正，装夹好后，车好法兰面 ；(3)再以两端筒体中心线为基准钻好 2个法兰的各孔；(4)设计胎架，调整两端法兰面平行度误差≤1mm，且使两端简体与中间简体同轴，锁定胎架定位，将 3部分进行组焊即环缝焊接，尽量控制焊接变形。

采用该工艺措施，由于组焊时环缝离两端法兰相对较远，焊接时法兰不会因受热变形而降低平面度，所以有效地保证了中间柱体两端法兰的平面度、平行度、同轴度，以及圆柱简体的圆柱度，减喧加工难度。

3.3 下部柱体下部柱体分为上、下 2部分：上部为简体部分，由2层筒皮和 2个法兰焊接而成，2个法兰分别联接中间柱体和回转平台；下部为支腿部分，圆周方向均布3大箱梁支腿，是整个柱体的基础，承载着整机重量。焊接时 2部分单独制作。

下部柱体的工艺控制主要是控制筒体部分 2层筒皮的焊接同轴度、2个法兰的焊接平面度及二者垂直度。

(1)在立式车床上以2层筒皮中心线找正，-次装夹好后，车好 2个法兰面，以保证筒皮中心线与法兰面垂直；(2)以2个筒皮中心线为基准，钻好 2个法兰的各孔；(3)将下部支腿放正，调整 2个法兰中心线与下部支腿中心线重合且法兰面与支腿底座板平行后，将上、下2部分焊接为-体。

4 结束语通过对以上要点的工艺控制，将柱体中各段分别保证的平行度要求，归结为只分别保证 3段的平行度，从根本上克服了设备短缺及加工能力不足的问题。现巢装时，先调整下部柱体 2个法兰面水平后，再将下部柱体的支腿的底座与水泥地面坐实，这样，柱体安装后累积平行度误差小于 2 mm，精确保证柱体的直线度，使脊柱”坚挺稳固。

圆形料场堆取料机运行平稳，证明了所采取的加工工艺控制要点是有效的、可靠的。