大型半自磨机壳体螺栓孔磨损修复实践

邓禾淼　高　明

(铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿)



大型半自磨机壳体螺栓孔磨损修复实践

邓禾淼高明

(铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿)

摘要冬瓜山铜矿半自磨机壳体螺栓孔变形严重，造成半自磨机漏浆及衬板松动，加剧螺栓孔变形速度，影响设备安全。为此，进行了螺栓孔扩孔镶套修复，修复后运行效果较好。有效解决了大型磨机螺栓孔变形问题，为大型半自磨机及其他大型设备螺栓孔的修复提供了成功经验。

关键词半自磨机衬板螺栓孔扩孔镶套

冬瓜山铜矿是安徽铜陵有色金属集团控股有限公司下属矿山，2003年进口的半自磨机(φ8.53 m×3.96 m)，其设计处理能力为1.3万t/d。2004年10月份投产后，半自磨机处理能力远远低于设计指标。为提高半自磨机处理能力，逐步提高了补加钢球的直径(设计补加钢球φ130 mm，至2010年4月，补加钢球直径提高到200 mm)，半自磨机达产。而采用大直径钢球，对衬板的冲击破碎力增大，衬板碎裂严重，造成半自磨机进料端及筒体螺栓孔磨损严重。螺栓孔原尺寸为φ50 mm，磨损变形后的当量直径可达φ90 mm，虽然在半自磨进料端衬板之间采取了垫皮的措施，安装衬板时对螺栓孔采取了灌装环氧树脂等措施，但半自磨筒体漏砂仍然非常严重。严重影响半自磨机的安全运行及现场管理。为此采取了扩孔镶套先修复端衬板螺栓孔后修复筒体螺栓孔的方案。

1　衬板螺栓孔磨损情况

冬瓜山铜矿半自磨机磨矿介质使用大直径钢球后，半自磨机进料端及筒体螺栓孔磨损严重，半自磨机进料端衬板及筒体衬板所在位置的螺栓孔出现严重磨损变形现象，其变形后状态如图1所示，磨损最大的螺栓孔内径尺寸已经达到94 mm×64 mm(原孔φ51 mm，磨损后呈椭圆形)，偏心距达25 mm左右。磨损间隙过大不仅导致半自磨机端盖漏浆现象非常严重，而且使衬板松动和螺栓孔及螺栓磨损更加严重，对设备安全构成威胁，而且严重影响现场工作。

2　端衬板螺栓孔修复方案

由于进料端内侧衬板(以下称1#板)螺栓孔没有变形，需要对进料端外侧衬板(以下称2#板)螺栓孔进行扩孔镶套处理，故取1#板螺栓孔为基准，采用工装定位方法，用磁力钻在端衬板上打规格为φ110 mm的孔，再安装定位衬套并焊接。端衬板定位和安装示意分别见图2、图3。安装过程为：

图1　变形后端盖螺栓孔(单位:mm)

(1)拆除中空轴挡砂板和所有1#衬板并清理螺栓孔脏污，在工装4、5、6位置插入φ110 mm钻套。

(2)拆除两块2#衬板并吊出运走(第1次拆除3块衬板，打好孔后装一块，以便于安装)，进行工装定位，工装的1、2、3孔位置对应两块安装1#衬板的螺栓孔，工装的4、5、6孔位置对应2#衬板螺栓孔。先在孔2位置插入精制螺栓并在外部锁紧螺母，并对准工装的1、3孔位，打入定位梢，同时在孔5位置插入螺栓定位，调整顶丝至工装面与端盖贴合并紧固孔5位置大垫片和螺母。

(3)工装定位好后，取下吊环和吊绳，机械手吊装磁力钻至孔4位置，调整好磁座后对孔4位置进行钻孔并打通端盖，然后在孔4位置插入螺栓并在壳体外侧上大垫片和螺母紧固，对孔6位置进行钻孔打通。

(4)待孔6位置打通后，装上螺栓螺母和大垫片并紧固，拆除孔5位置的定位螺栓和螺母，对其进行钻孔。

(5)磁力钻吊出，机械手吊装工装至2#衬板位置按上述步骤进行作业(如图3所示)。

(6)6个孔打好之后，工装和机械手吊出，调入两块2#衬板和橡胶垫安装，外侧人员在端盖外表面上定位衬套并均匀涂上660黏合剂，配合内部人员安装2#衬板穿入螺栓并带上垫片螺母紧固。

(7)依次打好96孔并装好衬板后，所有螺栓螺母复紧，安装1#衬板和挡砂板并紧固。

图2　端衬板定位示意

图3　端衬板安装示意

当一块衬板所对应的端盖上的3个螺栓孔全部扩孔完毕后，根据各孔的尺寸规格配装相应地刚性衬套，与扩好的孔过渡配合，并在端盖的内侧对衬套端盖接合面的圆周进行焊接。此时已完成一块端衬板对应螺栓孔的修复工作，修复过程示意如图4所示。

3　筒体衬板螺栓孔修复方案

3.1划线定位

由于端衬板有1#板螺栓孔定位，而筒体衬板没有定位孔，为此需要进行划线定位：①开动慢驱，将筒体哈夫处盘动至可操作位置；②以哈夫加工处为起点，筒体法兰外端面为基准，按图纸尺寸对4路螺栓孔划定位竖线(见图5)；③以筒体法兰两端外圆为基准，先算好等分弧长，进行整个法兰外圆等分并在法兰外圆上划线，若最终误差较大，调整等分弧长后重新进行划线，直至完全等分。取哈夫边的4路螺栓孔为对象，将两端法兰外圆等分线连接起来，划至筒体面上，作为螺栓孔定位横线(筒体端法兰外圆φ9 015 mm，等分弧长计算值：9 015π/56=505.74 mm)；④按照前述方法对两个哈夫面边上的剩余12路螺栓孔进行划线定位，共计定位96个。检查各以上两步所划线的相交处(即各衬板孔位)，确保各孔孔位正确，同时此划线孔位配合衬板孔位将作为后续工装定位打孔的校准和确认孔位。

图4　修复过程示意

图5　螺栓孔定位图(单位:mm)

3.2扩孔修复

(1)在划线定位准确的基础上，在已划线的A、B区域定位工装(见图6)，同时利用已经安装并做好复位的筒体衬板的孔位，对其进行扩孔并镶套。在此过程需要注意的是为保证磨机筒体的动平衡，A、B区的孔修复和衬板复紧顺序应严格遵守对称紧固原则，即在A区紧固一路衬板之后开动慢驱转至B区紧固其对称的那一路衬板。

图6　定位分区图

注:A、B区域为划线定位区

(2)C、D区域的螺栓孔定位工作就利用工装以A、B区域最后一路螺栓孔位为基准进行找正，然后进行扩孔作业，并镶套和安装衬板。此步骤要注意C、D区的孔修复和螺栓复紧顺序应严格遵守对称紧固原则，即在C区紧固一路衬板之后开动慢驱转至D区紧固其对称的那一路衬板。

4　修复效果

通过对半自磨机端衬板螺栓孔和筒体衬板螺栓孔扩孔镶套，较好地解决了半自磨漏砂甩浆问题，如图7所示。运行半年来，仅有个别衬套磨损，在更换衬板的同时将衬套更换，以确保筒体螺栓孔不变形，从而保证衬板不滑动，更好地保护半自磨机。

5　结　语

扩孔镶套技术在国内首次成功地修复了半自磨机衬板螺栓孔磨损变形，较好地解决了半自磨机因螺栓孔磨损变形带来的各类问题。冬瓜山铜矿的螺栓孔磨损变形修复技术的应用为大型半自磨机及其他大型设备螺栓孔的修复提供了成功经验。

参考文献

[1]邓禾淼.冬瓜山铜矿提高半自磨机处理能力的生产实践[J].有色金属：选矿部分，2010(4)：36-38.

[2]李冬.大型半自磨机在冬瓜山选矿厂的应用[J].矿业快报，2008(12)：107-108.

(收稿日期2016-05-05)

邓禾淼(1976—)，男，高级工程师，244001 安徽省铜陵市。