在帶式輸送機系統中,改向滾筒是至關重要的導向與張緊部件,其運行的穩定性和精度直接關系到整個輸送系統的效率與安全。改向滾筒軸作為核心承重與傳動元件,一旦發生彎曲變形,將引發滾筒異常振動、軸承損壞、密封失效,甚至導致皮帶跑偏、磨損加劇等一系列連鎖問題,嚴重威脅生產安全。因此,對已發生彎曲的滾筒軸進行科學、有效的校直處理,是設備維護中的一項關鍵技術與決策。以下是幾種主要的校直處理方法及其適用性分析。
一、核心校直方法:冷校直與熱校直
校直工藝從宏觀上可分為冷校直與熱校直兩大類,其選擇主要取決于改向滾筒軸的彎曲量、材質、直徑以及現場技術條件。
1.冷校直法
冷校直是在軸材的常溫狀態下,通過施加反向外力使其發生塑性變形,從而抵消原有彎曲量的方法。該方法操作相對簡便,是處理中小程度彎曲的選擇。
-壓力機靜態校直:這是經典、應用廣的冷校直方法。操作時,首先使用百分表在V形鐵或機床頂上測量出軸的彎曲高點與數值,做出清晰標記。隨后,將軸置于壓力機工作臺之間,使凸起面朝上,在彎點處施加靜壓力。施壓過程需遵循“矯枉過正”原則,即壓回量要略大于彎曲量,以補償金屬材料的彈性回復(回彈)。該方法精度高,對軸頸表面無熱影響,但要求操作者具備豐富的經驗以準確判斷壓力與回彈量。
-錘擊局部校直:針對彎曲量較小或局部微彎的情況,可采用錘擊法。使用手錘或銅錘連續、均勻地敲擊軸彎曲部位的凹面表面,通過引發凹面金屬晶格間的擠壓與伸長,產生拉伸應力,使軸逐漸恢復平直。此法看似簡單,實則技術性強,對敲擊力度、密度和位置的掌控要求高,若操作不當易造成軸表面損傷或應力集中,通常僅適用于缺乏大型設備時的應急處理或輔助校直。
2.熱校直法
當改向滾筒軸的彎曲量較大、直徑粗大或材質剛性強時,冷校直可能因所需壓力過大而難以實施,或存在斷裂風險,此時熱校直成為更優選擇。
氧氣-乙炔焰加熱校直(熱點校直):這是常用的熱校直技術。其原理是利用金屬熱脹冷縮的特性。操作時,首先準確找到彎曲的凸點,使用氣焊槍以該點為中間,在軸表面快速加熱一個或多個限定區域(通常為橢圓形或帶狀)。加熱溫度需嚴格控制,一般中碳鋼軸控制在700°C左右(呈暗紅色)。受熱區域材料試圖膨脹,但受到周圍冷態材料的約束,從而產生壓縮塑性變形。當停止加熱并冷卻后,該區域收縮,產生強大的拉應力,將軸“拉”回平直狀態。整個過程需配合百分表實時監測,可輔以輕微的壓力或錘擊。此法效率高,但技術難度大,加熱溫度、速度、面積和深度若控制不佳,可能改變改向滾筒軸的金相組織與機械性能,甚至引發新的變形或裂紋。
二、校直工藝的輔助與后續保障
無論采用何種方法,一個完整的校直流程都離不開準確的測量與必要的后續處理。
1.準確測量是前提:校直前、中、后都需要依賴百分表進行準確、反復的測量。繪制彎曲曲線圖,能更直觀地判斷彎曲形態,指導施力或加熱點的選擇。
2.應力退火消除內應力:特別是經過冷校直的軸,其金屬內部會積聚巨大的內應力,在后續使用中容易發生再次變形(時效變形)。因此,對于關鍵設備的改向滾筒軸,在冷校直達到精度要求后,應進行去應力退火處理,將軸緩慢加熱至500-600°C,保溫一段時間后隨爐冷卻,以消除內應力,確保校直效果的長期穩定性。
3.精度檢驗與無損探傷:校直完成后,需要對改向滾筒軸的直線度進行檢驗,確保其達到設計規范(通常要求不大于0.05mm/m)。此外,尤其對熱校直或經歷較大壓力校直的軸,應對其受力/受熱區域進行磁粉探傷或超聲波探傷,檢查是否存在微觀裂紋,確保運行安全。
改向滾筒軸的校直是一項集技術、經驗與耐心于一體的精細維修作業。壓力機靜態冷校直因其可控性強、精度高而成為常規選擇;熱校直則是對付嚴重彎曲變形的有效手段。方法的選擇需基于科學的診斷與評估。實踐中,維護人員應深刻認識到,校直成功的關鍵不僅在于“直”的結果,更在于對軸內部應力狀態和材料完整性的保障。對于彎曲過于嚴重或存在深層次損傷的軸,從安全性與經濟性綜合考量,更換新軸往往是比強行校直更為穩妥的決策。