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變形改向滾筒在膠帶運輸機中的作用為改變輸送帶的運行方向，增大主驅動滾筒的包角，增大摩擦力。改向滾筒在制造過程中，筒體壁厚是否均勻、焊接能否達到等強度要求，筒體與滾筒軸能否同心，關系到整條膠帶機運轉是否平穩，避免膠帶受力是否存在周期性變化的關鍵因素。通過過程工藝管控可有效避免上述問題的產生。

1滾筒主要組成

改向滾筒在膠帶運輸機中，起增大傳動滾筒包角，在主、副驅動滾筒之間起著橋梁作用，通過改向滾筒把主、副驅動滾筒繞進傳動系統中。其主要由筒皮、接盤、軸、軸承、軸承壓蓋、密封元件等組成。其中軸承與螺栓為標準件，其余為機加工件。1.筒皮；2.接盤；3.軸承；4.軸承壓蓋；5.包膠體；6.滾筒軸圖1改向滾筒結構圖在制造滾筒筒體過程中，要考慮到所選材質的強度、塑性與焊接性能。在筒體強度滿足要求的前提下，必須考慮其在卷制過程中塑性好，以利于更好的卷制成型；在進行筒體焊接時，材料的焊接性能是否良好，會影響到內應力、變形與是否產生焊接裂紋。去應力退火在焊接完成后進行，以去除焊接后的殘余應力，以避免在加工完成后造成兩軸安裝孔不同心。改向滾筒加工工藝順序為：鋼板下料、筒體卷制、筒體焊接、筒體止口鏜削、接盤外圓車削、筒體與接盤對接組焊、去應力退火、接盤軸承位鏜銑加工、筒體外圓車削、軸承壓蓋加工與筒體鉆孔攻絲、滾筒組裝、動平衡測試加裝配重。本文以改向筒滾在生產制造過程中的卷制與焊接兩道工序來分析滾筒的加工與制造工藝的控制。

2筒體的卷制

（1）筒體參數為：外徑D=1000mm，內徑d=950mm，筒體設計厚度25mm，長度1600mm。（2）工藝順序為：平板、鋼板下料、切割下料、初次卷制、裁直邊、再次卷制、合口點焊、圓度矯正。（3）加工要點分析:在筒體切削加工過程中，滾筒軸承位是以外圓為基準，在數控鏜銑床上進行鏜銑加工。軸承位加工完成后，筒體外徑車削加工又以接盤內孔軸承位為基準進行車削加工，所以加工余量合理留取是保證達到加工要求的關鍵因素。把筒體內圓作為非加工表面，一次卷制到設計尺寸，加工余量留在外徑較為合理，從而避免了外徑有車削不到的現象產生，從而影響加工質量。筒體卷制方向為鋼板扎制方向，避免在卷制過程中出現裂紋。筒體采用冷卷方式進行卷制。（4）筒體材料與下料計算：a.選材：筒體材料選用Q235、δ28mm鋼板。其含炭量適中，綜合性能較好，強度、塑性及焊接性能較好，在卷制與焊接工序中有優勢。b.下料：若按成品尺寸下料，其下料尺寸為：鋼板下料長度L=3062+200mm，寬度w=1010mm。由于所有三輥卷板機沒有端曲功能，故留200mm余量，卷制完成后裁掉。考慮到留有加工過程中的余量，其下料尺寸為：鋼板下料長度L=3071+200mm，寬度w=1010mm。分析：如按L=3062mm下料，卷制成型后，其外徑D=1003mm,內徑d=947mm。按L=3071mm下料，卷制成型后，其外徑D=1006mm,內徑d=950mm。下料對比分析：如按L=3062mm下料后，筒體外徑加工余量3mm，給后續筒體外圓車削增加了難度，會產生車削不到的現象，并會給筒體止口加工與接盤加工對接精度加大了困難。且內徑加工余量3mm，產生了多余加工表面，造成加工的浪費；按L=3071mm下料，筒體外徑加工余量6mm，后續筒體外圓車削加工余量充足，內徑不留加工余量，不需要進行內圓的車削加工。通過分析可知，選用δ28mm鋼板下料時，其下料長度L=3071mm，可滿足加工要求。另筒體長度留10mm余量為防止在卷制過程中產生輕微措邊與平端面而留有的加工余量。（5）鋼板下料工藝控制點：平板、裁邊找基準線，順長下料，卷制方向為鋼板扎制方向。下料過程中，調整好切割參數，防止出現過燒現象造成加工不到位而進行補焊。切割要平整，不能出現傾斜。（6）筒體卷制：由于卷板機沒有端曲功能，不能直接卷到位，初步卷制后要做裁直邊處理。在下料前，做平板矯正，防止板材凸凹不平造成卷制過程中的產生措邊與增加卷制時間。卷制時使用上輥萬能式三輥卷板機進行卷制，在卷制過程中使用圓弧樣板進行檢測，保持上輥兩油缸行程一致，確保不產生措邊現象，如發現有措邊及時進行調整。初步卷制完成后，其外徑會達到D=1042。初步卷制后如圖2：圖2初步卷制（7）卷制過程中出現的問題：筒體措邊與筒體呈喇叭口狀。a.筒體措邊，措邊嚴重時會造成筒體平整端面后造成筒體過短，不能達到設計長度。產生措邊的原因為在進行第一次油缸加壓卷制筒體時，鋼板與卷板機托輥不垂直所造成的。故在第一次操作卷制時，需要用角尺測量鋼板與托輥是否垂直，發現不垂直重新進行調整。且在卷制過程中，每一次加壓卷制時保證兩油缸壓力與行程相一致。b.筒體呈喇叭狀。在卷制過程中兩下壓油缸不同步，即行程不一致所造成。所以在卷制過程中，操作人員在每一次下壓過程中要進行油缸行程核對與測量，保證每一次下壓進兩油缸同步。筒體成喇叭狀后，在矯正時很容易產生措邊現象。（8）裁直邊：焊接坡口采用V型坡口。初步卷制成型后，做裁直邊處理。裁掉左右兩側各100mm，單邊切割出33°～35°坡口，以便在進行合口卷制時，由于筒體直徑縮小時，焊縫坡口達不到60°而影響焊縫強度。（9）二次合口卷制：在卷制過程中，要用圓弧樣板進行反復測量，保證圓度誤差不超過±2mm，卷制成型后，對坡口處使用二保焊進行點焊，并進行整體矯圓。矯圓完成后在坡口處呈現圓弧過渡，不能出現直邊。若呈圓弧，直縫焊接后，在焊口處出現向內凹陷，車削完成后其筒皮厚度不會小于25mm；若坡口處呈現直邊，在焊接完成后將出現向上凸起，會造成車削完成后筒皮厚度小于25mm，達不到設計要求。如圖3所示。

3筒體直縫焊接

（1）加工要求：打底焊接、埋弧焊接。（2）工藝順序：打底焊、焊接引弧板、直縫埋弧焊、圓度矯正。（3）焊接作業對卷制成型的筒體進行直縫埋弧焊接前，首先使用二保焊進行打底，焊接厚度不低于8mm，以防止埋弧焊接時造成燒穿。焊接參數為：電流130A，電壓18V，氣體流量15-20L/min，焊接速度180-200mm/min。在焊接過程中，不易電流過大，否則會造成焊口凹陷變形。焊接過程中在及時清理氧化皮，確保焊接質量。直縫埋弧焊使用半自動埋弧焊機上進行施焊。在焊接過程中，焊劑要進行干燥與加熱處理，加熱溫度180℃，取出的焊劑在室內放置時間不能超過4小時，否則要重新進行加熱干燥處理，使用過的焊劑如有熔渣要篩選去除，焊劑使用重復使用6次以上不得再進行使用。焊接用焊絲型號為HO8Mn2A，Φ4.0焊劑型號為HJ101。焊接過中的參數選擇，按表1選取。（4）工藝控制點：在焊接前要對打底焊接后的部位進行打磨，除去氧化皮及油污。在焊接前在筒體兩側焊口處焊接引弧板，引弧板與被焊接表面平行并呈V型，引弧板長度不小于80mm，寬度不小于50mm，以防止在焊縫端部產生焊口的塌陷。在焊接前對施焊部位進行預熱，預熱溫度100℃，以防止在焊接后產生過大的凹陷，影響后續車削。焊接作業過程中，每層焊接厚度不能超過5mm。焊接完成后，焊縫余高≥4mm，不得出現咬邊與氣孔，不得有凹坑等。焊接完成后，進行超聲波探傷。（5）焊接后凹陷變形的控制埋弧焊接完成后，在焊縫處會產生凹陷變形，使得筒體截面焊口處呈“心”型。在焊接前預熱是減少變形的措施之一，合理選擇焊接電流也可有效防止凹陷過大。經焊接后，對筒體圓度進行檢測。一般在焊縫處凹陷處，其塌陷變形不會超過3mm，經實際檢驗在2mm以內，而筒體外圓單邊加工余量在3mm，所以不會影響后續車削加工。如凹陷超過3mm，要采取支頂的方式進行矯正，待冷卻后可將凹陷量控制在3mm以內。超聲波探傷后如有內部缺陷，進行重新處置，直到合格。筒體焊接完成后，如圓度超差，進行外部矯圓。使用壓力機進行加壓矯圓，直到滿足圓度要求為止。

4結束語

改向滾筒做為膠帶運輸機的關鍵部件，其加工精度與制造質量會造成滾筒的使用壽命縮短，影響物料的運輸。尤其是其在制造初期的下料、卷制與焊接工序中，會對后續加工及整體質量造成影響，加強其卷制與焊接工序的控制是非常重要的。

作者:耿建庭 單位:神東煤炭集團皮帶機公司

參考文獻：

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