2016年清远职业技术学院机电工程学院.doc

清远职业技术学院机电工程学院毕业论文

毕 业 论 文

题目：破碎机给料辊堆焊修复工艺

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摘要

给料辊是破碎机传送物料设备，因其具有保护破碎机锤盘、能使物料进行二级破碎、可防止物料过量堵塞、可控制物料粒度等优点所以被广泛使用。但给料辊的磨损问题一直制约着工效的提升，对磨损的给料辊辊体在其表面增加一块耐磨材料进行堆焊，有效地提升了给料辊的耐磨性和增强传动物料，也有效的提高破碎台时产量，从而有效地延长设备的使用寿命。

关键词:给料辊    堆焊     工艺     修复

目 录
摘要...............................................................1
目录...............................................................2
1.设计目的.........................................................3
1 焊接方法的选择..................................................3
2.给料辊工作环境、缺陷情况和失效分析...............................3
2.1给料辊工作环境..................................................3
2.2缺陷情况........................................................3
3.施工方案选择.....................................................4
3.1施工方式的选择..................................................4
3.2在线堆焊修复....................................................4
3.3离线堆焊修复....................................................5
4.给料辊材料的技术性能.............................................5
5.整体堆焊修复工艺.................................................6
5.1焊前检测........................................................6
5.2焊前处理........................................................6
5.3焊前准备.......................................................6
5.3.1防磨材料的选择................................................6
5.3.2焊接材料的选择...............................................7
5.3.3焊条处理......................................................7
5.3.4焊机选择.....................................................7
5.4焊接工艺.......................................................7
5.5焊后检查........................................................8
5.6结论............................................................8
结束语.............................................................9
致 谢............................................................10
参考文献..........................................................11

1.设计目的

为了维持和延长给料辊磨损的使用性和寿命，及解决给料辊磨损问题，提高设备运转率，最直接有效的方法就是选择不同材质的铸造耐磨件，或者通过堆焊工艺来提高工件的耐磨性能。由此，硬面堆焊技术得到了长足的发展，成为对金属材料进行表面硬化的最为可行和经济的方法之一。通过培训和自主学习开发相结合有了本职上的认识和提升，修复成功率也日臻完善。针对硬面堆焊技术在耐磨件应用实践中的一些问题作一探讨。
1.1焊接方法的选择
焊接方法有很多，如气焊、手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊、明弧焊等。对于破碎机给料辊、立磨磨辊、磨盘衬板等回转体耐磨件以及耐磨板等平面状态的耐磨件，均可采用直流电焊机或交流电焊机堆焊的方法。

2、给料辊工作环境、缺陷情况和失效分析

2.1给料辊工作环境
锤式破碎机的给料辊主要用来输送物料和缓冲作用，喂料机将物料从高处抛下，辊体受到严重冲击，造成给料辊传动负荷偏大。物料反击冲力严重打击辊体，主辊体与从辊体之间挤压，物料的接触面积大。当减振胶块损坏时，辊体磨损更为严重。
2.2缺陷情况
   辊体表面磨损，送料速度减慢或打滑，导致破碎机的出料粒度偏大，造成台时产量也降低，电耗增大；同时使传动齿与齿轮链条、三角带磨损增大、寿命降低（如图1）所示

辊体磨损 图1

3、施工方案选择

3.1 施工方式的选择
　　目前的耐磨堆焊再制造方式包括离线堆焊和在线堆焊，离线堆焊发展较早，技术已经比较成熟。
3.2 在线堆焊修复
　　破碎机给料辊在线修复是将手弧电焊机运到现场，在给料辊不拆除的情况下，使用药芯焊条进行堆焊修复。因为不用拆卸给料辊和机组，可在设备检修和设备停机的较短时间内进行堆焊修复，满足即时检修的需要，最大程度缩短停工时间。
在线堆焊修复具有如下明显优势：降低破碎机给料辊检修成本；缩短设备检修停工时间，施工时间更灵活、更机动，适合处理紧急情况；降低设备拆卸带来的风险，施工更安全。
　　大量的实践证明了在线堆焊修复是比较实用的，不仅能保证堆焊修复后的质量和使用寿命，保证给料辊的原有工作尺寸，而且大大提高了生产效率和出料产量，降低了更换给料辊所带来的人工成本增加、备件周期及不安全因素的影响。
3.3 离线堆焊修复
　　在线堆焊的成功实施并不能完全取代离线堆焊，这两种焊接方法同样重要。如拥有备件，可把给料辊拆卸下来运到堆焊生产基地进行堆焊修复。
离线堆焊修复具有下述优点：堆焊修复的给料辊尺寸不受限制；无论工作量多大，离线堆焊施工都不会影响停机时间，也不会造成任何附加损失；磨损后的给料辊拆下来后可以详细检查母材是否存在裂纹等缺陷，施工品质可以得到保证。
　　注：离线堆焊风险虽小，但相对施工周期长，且存在拆卸、运输费用、安装费用，检修成本较高，同时堆焊后设备还存在安装及安装中的安全等问题。

4.给料辊材料的技术性能

焊前应分析确定耐磨损部件的使用环境和工作条件,对耐磨件母材的化学成分和力学性能进行核查，焊接材料的化学成分要与耐磨件母材材质成分匹配，符合堆焊后耐磨件的使用性能、耐磨性能、硬度，并保证磨损后的物料进入产品不影响产品质量，不污染产品。
性能优良的破碎机给料辊材料才能保证运转的基本条件，破碎机给料辊在强烈摩擦冲击负荷条件下工作应具备高硬度和高耐磨性，给料辊材料越硬其耐磨性越好，但由于工作条件复杂，材料的耐磨性还取决于它的化学成分和金属性组织的稳定性。冲击韧性越低材料越脆，硬度和韧性是一对矛盾也是必须克服的。同时还应具备良好的工艺性能如热处理等。
给料辊的大部分材料是16Mn其化学成分如下：C：0.13-0.19 、 SI： 0.2-0.6 、 Mn：1.2-1.6 、 Cr≦0.3 、 P≦0.03 、 s≦0.003。

5.整体堆焊修复工艺

  焊前检测——焊前处理——焊前准备——焊接工艺——焊后检查——结论

5.1焊前检测
给料辊经磨损或其它破坏后，堆焊前需要通过目视检验，确定工件的可焊性。焊前探伤存在贯穿性裂纹、局部基体被磨穿、基体厚度过薄等可能导致工件整体破坏的缺陷时，不宜进行堆焊。
对确定可进行堆焊的工件，应记录堆焊前的母材材质成分、表面硬度、结构尺寸、磨损型线等原始数据。

5.2焊前处理
破碎机给料辊的焊前处理：清除工件待焊处的油污、锈迹及其它杂物，通过磨光机的方式去除工件上存在的缺陷部分。

5.3焊前准备
5.3.1防磨材料的选择。材料的选择是根据给料辊的工作环境和矿质来确定的，堆焊材料选择的基本原则是耐磨耐冲击的特性。从而选择高锰钢板，如图(2)

高锰钢 图(2)
5.3.2焊接材料的选择。D256焊条是低氢钾型药皮的高锰钢锰钢型堆焊焊条，交直流两用。熔敷金属为奥氏体组织，冲击后硬化，抗冲击耐磨性好，韧性高并具有良好的抗裂性能。
5.3.3将待用焊条烘干，温度为350℃时间2h。烘干目的是为了消除焊条中水分以免堆焊时产生气孔。
5.3.4选择良好的直、交流电焊机如图(3)所示，采用正接法。焊前应对电焊机试焊以确认其引孤性能和电孤稳定性是否良好。

直流电焊机 交流电焊机
图(3)

5.4焊接工艺
   尽量采用平焊法，首先将备好的耐磨高猛钢板安放好于给料辊辊体上方并点焊固定。先用直径为3.2的焊条进行打底层，焊接电流为110A，采用短弧不摆条法堆满坡口，焊完一道后马上用锤敲击以消除应力，力度由大变小。然后用直径4.0的焊条进行满焊，焊接过程中注意层间温度230℃，收弧前原地停留时间应长些或后一道焊缝起弧时在前一道收弧处开始，避免产生收弧裂纹。每焊一道要仔细清除焊渣防止未焊透。

5.5焊后检查
   堆焊完成后对焊缝仔细检查是否有缺陷如有缺陷尽快返修。
5.6结论
   通过试验，破碎机给料辊已经使用了4300H，使用后的磨损情况如图(4)所示。大大的提高了设备的运转率节省了生产成本实现修旧利废。

使用后（图4）

结束语
经过两个多月的努力毕业论文终于完成。在整个过程中，出现过很多的难题，但都在老师和同学的帮助下顺利解决了，在不断的学习过程中我体会到：写论文是一个不断学习的过程，能够对该问题有深刻的认识，我体会到实践对于学习的重要性，以前只是明白理论，没有经过实践考察，对知识的理解不够明确，通过这次的实践，真正做到理论和实践相结合。
总之，通过毕业论文,我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。同时我也深刻的认识到，并坚信无论做任何工作都需要刻苦耐劳努力钻研的精神。做每一件事情都会经历困难，可能需要经过几天的努力才能得出成果的喜悦。
本论文通过查找资料，翻阅有关的书籍和导师相互讨论。虽然历程艰辛，但还是咬紧牙关坚持完成，而且从中学到了很多以前没有掌握的知识，使我从中受益匪浅。

致 谢
首先要感谢XXX老师和XXX导师，本次论文是在老师们悉心的指导下完成。在这两年的学习中，也始终感受到他们精心的指导和无私的教诲；他们渊博的知识及严谨的治学态度让我学到了很多知识，正是有了他们悉心的帮助与支持才使我的毕业论文顺利完成。
特别要感谢是XXX老师，他对我论文的指导小到标点符号、遣词造句，大到选题结构、内容逻辑，无不事无巨细悉心指导。方老师扎实的学术功底和严谨的学术态度让我印象深刻，我想不仅是在做学问，也是对我今后做人、做事都会产生深远的影响。在此向老师们表示深深地感谢和崇高的敬意，同时向清远职业技术学院的全体老师表示由衷的谢意和感谢他们两年来的辛勤培养。
最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。

参考文献

1.《高铬铸铁高频堆焊工艺及性能》2008.05.30

2.《轧辊堆焊工艺的研究》2002.06.30

3.袁建国、周增文、周先平编著.焊接工操作指南[M].湖南科学技术出版社2003
4.韩云.模具堆焊技术的应用[J].2007
5.熊毅.低碳钢的热变形行为[J].热加工工艺导报，2008.37（18）：10-13

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