CJ612颚式破碎机动颚体拉杆座销孔堆焊修复

占 军，黄善达

（马钢（集团）控股有限公司姑山矿业公司，安徽马鞍山 243000）

引言

马钢姑山矿业公司白象山铁矿井下溜破系统选用CJ612 颚式破碎机，运行6 年后发现辅助动颚体回位的拉杆座销孔磨损严重，实测间隙达到9 mm，运转时拉杆运动换向会造成销与孔的冲击增大，座孔有疲劳失效的风险。动颚体总成件重13 t，外形尺寸3400×2360×1000 mm，从主井大件通道运输至地表修复，需要拆除井筒箕斗悬挂尾绳让出空间，工程量大、停产检修时间长。

1 磨损原因分析

（1）CJ612 破碎机动颚体弹簧拉杆的结构形式如图1，维护过程中存在对弹簧压缩量调整不当、弹簧折断后发现不及时，动颚体、弹簧对拉杆约束力发生变化，不能保持平衡，导致座孔下部磨损等缺陷。

图1 CJ612破碎机结构图

（2）破碎机动颚体下部销孔座A 与本体尺寸关系如图2，销在孔中受力微动，孔“O”不正常磨损后如图形成“L”轮廓线，变成了椭圆形的孔，削弱孔座A的金属抗疲劳强度。

图2 拉杆接手销孔座结构图

2 材料分析

2.1 实物样品分析

在动颚体上取50 g 样品，用金属光谱分析仪测金属含量，用化学成分分析法测碳硫含量，实物检测存在误差对焊接工艺编制影响可以不予考虑，根据结果查金属材料手册用类比法判定材料金属特性，编制焊接工艺。

（1）样品金属含量：

表1 实物材料主要成分（质量百分数）

实物中Si 的含量大于0.40% 需要纳入合金元素计算，Si的作用主要起到固溶强化作用，提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度。

（2）碳当量计算：

根据美国焊接学会（AWS）提出的碳当量公式（质量百分数）：

（3）材料类比：

表2 材料类比ZG270-500中碳钢的成分（质量百分数）

表3 材料类比ZG270-500中碳钢的力学性能

3 焊接工艺编制

焊接工艺比照ZG270-500，根据碳当量计算的结果编制焊接工艺。

3.1 焊条选择

根据类比的材料,优选低氢碱性焊条，熔敷σb≥500 N/mm2，全位置方向焊接，为了焊接时便于控制，优先选用φ3.2 mm，使用前烘干。

焊条牌号可选择下列任何一种：

本次操作决定选用美固焊接协会标准E7018焊条，铁粉低氢钾型药皮碳钢焊条，交直流两用，可进行全位置焊接，特点是药皮含有铁粉，可减少焊接层数，用于焊接相应强度等级的碳钢及低合金钢，如Q345钢等。

3.2 焊接工艺过程

（1）堆焊区域，一层一层堆焊达孔“O”，留有磨削余量。

（2）焊接前从焊接区域清除油漆、铁锈和油脂，清除所有的橡胶垫圈和易燃材料，用耐铜丝刷磨头打磨光亮。

（3）预热区域超过焊接部位100～150 mm，预热温度150±50 ℃,控制冷却速度，使之小于30～50 ℃/s。

（4）每道焊缝彻底打磨，清理焊渣。焊缝在垂直表面从下到上建立，在水平面上，焊缝应以水平弧形的形式建立。

（5）焊接时采用浅溶深，减少母材金属熔入焊缝中比例，采用小电流，小直径焊条，以减小熔深。

（6）焊接过程中，由于无法采取焊后整体热处理消除残余应力的条件，故在焊接过程中，采用锤击热态焊缝金属的方法以减小焊接应力。

（7）焊后热处理工序，用割炬加热焊接区域使温度达到150 ℃，采用石棉绳缠绕座孔，用铁丝绑扎石棉布覆盖300 mm 焊接区域，避免冷却速度过大，允许在10 h内缓慢冷却。

4 堆焊后修复

（1）完全冷却达到环境温度后，用牧田906 电摩直向打磨机，选用C1020M06 硬质合金旋转矬，从外向里逐步推进方法打磨堆焊部位，在打磨的过程中，用新销不断试孔，可以用锤敲击销挤压销孔，产生发亮的痕迹，用电动旋转矬磨削亮点，现场空间狭小，用反光镜观察手工打磨的效果。

（2）从3个方向用游标卡测量修复后的尺寸，平均在50.34 mm，小于厂家设计尺寸，配合间隙良好，弹簧长度调整到460 mm，带负载运转一个月，拆解后敲击观察焊接区域没有金属裂纹。

（3）座孔不能采用堆焊处理，可用Q345 厚50 mm 板材按照图3 加工整体座孔，焊接面铣削20 mm×45°坡口，划线切割去除机架上的孔座，用芯棒找正点焊固定后，选用E7018-φ4.0 mm焊条，采用上述焊接工艺，在坡口采用连续焊接，加大熔深提高焊接效果。

5 动颚体设计方面的建议

（1）动颚体销和孔之间存在力的传递，不可避免产生磨损，铸件加工成∅60H7，因两座孔相对独立，位置同轴度公差可以控制在0.5 mm 内，压装销套（如图3）。

图3 加工中配合控制

（2）钢套材料选用40Gr，倒角去毛刺飞边，调质处理HB240～HB280，内外圆柱面高频淬火，硬度达HRC40～HRC45。

（3）销中心钻注油孔，安装M10×1 的黄油嘴，定期加注二硫化钼润滑销套。

6 结语

针对井下CJ612 破碎机动颚体销孔磨损情况，现场采用堆焊手工磨削成型的修理方法，有效解决进一步恶化的趋势，并从设计角度提出了加装销套保护座孔的措施。