這篇機械職稱論文發表了蒸汽烘干機筒體工藝設計與實踐，蒸汽烘干機是一種高效環保的設備，論文介紹了筒體關鍵部件的制造工藝，筒體部件的制造質量直接影響蒸汽烘干機各零部件的安裝和設備的高效使用。

　　摘要：根據蒸汽烘干機筒體部件結構，對φ4.44m×11.8m筒體部件的卷制、焊接、組裝和機加工等工藝進行合理設計。為了實現支承架組裝和筒體機加工等工序，應用現有的切割、卷制、焊接及機加工等設備，設計制作專用工裝。應用結果表明，筒體部件質量可滿足標準和圖樣要求，保證了蒸汽烘干機的安裝和高效運行。

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　　汽烘干機是一種高效回轉式間接干燥設備，與傳統氣流干燥相比，它具有工藝簡單、熱效率高、環保條件好、便于操作及維護管理等優點[1]，在冶金、選礦、建材和化工等工業中得到廣泛應用。它由筒體部件、換熱管組、進料、出料、托輪擋輪裝置、驅動裝置及蒸汽分配裝置等部分組成。筒體外圓有2個輪帶安裝面，2個輪帶間有傳動大齒圈連接法蘭，筒體一端有進料端板法蘭連接面，另一端焊有出料短節，出料短節外圓有出料罩密封法蘭，出料短節周向有多個出料孔;筒體內焊有多組支承架，支承架為多組側面帶半圓槽支撐臂與環形夾板組成，并由螺栓連接，各半圓槽與出料短節兩端腹板上孔對應同軸，供同圓心分布的通汽管支承;筒體內壁有不銹鋼板襯層，襯層與筒體焊接采用塞焊方式連接，

　　1筒體關鍵部件的制造工藝

　　以φ4.44m×11.8m蒸汽烘干機筒體部件為例進行分析，筒體部件結構如圖1所示。

　　1.1筒節卷制

　　(1)備料根據筒體展開及工藝要求，與鋼廠訂制所需規格的鋼板，材料進廠后應進行化學成分及力學性能檢驗，保證鋼板表面平整，并符合圖樣設計標準。(2)鋼板清理卷制前清除板材上的金屬屑、油污和雜物，或進行噴丸處理。(3)切割下料綜合考慮鋼板的材質、板厚及經濟性等因素，選擇筒體所需規格的鋼板，法蘭、腹板等少數零件的鋼板用氧-乙塊火焰自動切割機切割下料。(4)焊接坡口加工筒體由多個筒節用不同厚度鋼板卷制焊接而成，在各筒節卷制前，用氧-乙塊火焰自動切割機切割筒節縱焊縫坡口，如圖2(a)、(b)所示為不同板厚縱焊縫坡口形式。筒節環焊縫坡口加工在筒節卷制成圓后進行，用兩組車削筒節的支承架支撐筒節內圓兩端，由支承架上周向分布的數組調節螺栓校正筒節外圓與支承架軸心位置，然后在筒節車削落地車床上由兩頂尖夾緊進行車削。為保證筒體焊接后長度，按經驗公式計算筒節加工預留焊接收縮余量[2]，經驗公式為：(5)筒節卷制成形將已加工坡口的各筒節鋼板分別在70×3200型三輥卷板機上卷制，卷板時鋼板必須放正，保證兩側邊與輥床的輥子軸線垂直，端線與輥子平行。滾彎時使用行車密切配合，先將筒體卷制成腰形，要求筒節縱向合口在腰形平直自然狀態對接，進行點焊并按工藝要求完成筒節縱向焊縫焊接。然后在三輥卷板上進行筒節圓度處理，用超過2m的弧形樣板檢測筒節曲率，滾圓時盡可能地減少滾制遍數，以減少筒體的碾長量[2]。

　　1.2筒體焊接

　　(1)焊接方法筒體焊接分為環焊縫和縱焊縫，筒體在交變載荷下運轉，全部采用連續焊縫埋弧焊進行焊接。(2)焊接材料選擇筒體所用材料Q235-B，采用手工電弧焊。焊接材料選用E43系列焊條，焊條直徑為5mm，定位焊時選擇J422焊條;埋弧焊焊接材料選用H08A焊絲與HJ431焊劑匹配，焊絲直徑為5mm。(3)焊接工藝參數的選擇①手工電弧焊焊接工藝參數：焊條J422直徑5mm，焊接電流200~270A，電弧電壓16~25V;②埋弧焊的工藝參數：焊接時電流取550~680A，電弧電壓30~38V，焊接速度30~35cm/min。(4)焊接坡口形式焊接筒體時有環焊縫和縱焊縫兩種，其中環焊縫有不同板厚之間的焊接，焊接坡口有如圖2幾種形式。(5)焊接順序和焊接層數筒體的焊接采用分部件焊接的方法，先分別進行各節筒體縱焊縫焊接，再進行筒節之間的環焊縫的焊接連接。由于筒體受力最大且處在交變應力下工作，為減少應力集中，筒體相鄰段節間的縱向焊縫應沿圓周錯開，且錯開距離不得小于600mm[3]。為了保證筒體圓度及直徑尺寸，選用同步對稱立焊法將兩筒節連接，立焊之前兩筒節采用8組周向分布的調節裝置，如圖3所示。圓周調節兩筒節對接不同心度，然后兩焊工在筒體對稱兩側位置用同樣的焊接電流和焊接速度施焊，每次焊接筒體周長的1/12后，轉一次方向，焊接順序如圖4所示。依次將筒體各節焊接連接，將立焊連接的筒體放置在水平翻轉臺上，再進行環焊縫自動埋弧焊，不對稱X型環焊縫焊接為先外后內順序，如圖5所示，外側蓋面層前一層焊縫應控制在筒體外表面1~2.5mm，焊縫層間清理采用砂輪打磨，背面使用碳弧氣刨清根，并用砂輪打磨干凈。(6)檢驗當焊縫采用射線探傷時，焊縫質量應高于GB3323《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》的Ⅲ級;當采用超聲波探傷時，焊縫質量應高于GB11345《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》中的Ⅱ級[3]。

　　1.3焊后熱處理

　　為了消除筒體焊接后內應力，可將其放置到大型退火爐中進行整體退火，其爐溫為580±20℃，保溫時間3h。

　　1.4出料短節端腹板90-φ100mm孔加工

　　出料短節兩端腹板上各有90-φ100mm孔，分5組周向分布，腹板相距700mm，兩腹板上孔與后續筒體內組裝的支承架上半圓槽對應同軸，如圖1所示。其加工工序為：①先在兩端腹板組焊前加工各孔再與筒節組焊，該方法加工設備要求不高，但焊接定位工裝復雜;②先組焊后加工孔，該方法不需焊接工裝，但加工時占地大，需大型加工設備。根據制造要求和現有設備條件其加工工藝，出料短節與筒體焊接連接經退火處理，出料短節端置于TKA6920型數控落地銑鏜床工作臺上，另端支放在機床工作臺外，以筒體外圓校正固定，筒體軸線為基準，按腹板上孔應與腹板拼接焊縫錯開，其邊緣距離焊縫不小于75mm[3]，算出腹板上90-φ100mm孔相對坐標值，利用機床鏜銑頭裝夾特制加長鉆、鏜桿，分別對出料短節兩腹板上孔按序一次加工至要求。

　　1.5支承架制作與安裝

　　支承架由2個不銹鋼圓環夾板和5個周向均布的支撐臂分別用4組螺栓和2組定位螺栓連接而成。其中筒體進料端有1/2長度上的支撐臂外部包不銹鋼片，支撐臂徑向側面帶半圓槽，為保證加熱管在筒體旋轉工作時能承受物料沖擊，支承架在筒體內軸向1m左右布置，與筒體焊接連接。每一組換熱管組件均可單獨從進料端抽出，要求組裝后的支承架上弧形槽與筒體出料短節端板上孔對應，其圓柱度公差為φ1mm。1.5.1圓環夾板、支撐臂及不銹鋼片等制作(1)圓環夾板材質為不銹鋼采用水切割下料，車床車削端面及內外圓，加工中心加工與支撐臂連接接合面及連接螺栓孔。(2)支撐臂材質為Q235-B用氧-乙塊火焰自動切割機下料，加工中心加工其側面半圓槽、定位導桿孔及連接螺栓孔。(3)支撐臂外部不銹鋼片支撐臂側面帶半圓槽不銹鋼片采用水切割加工，半圓槽不銹鋼弧板采用壓力成形。(4)支撐臂外側不銹鋼片焊接要求半圓槽弧板和支撐臂半圓槽緊密貼合，每組支撐臂焊后形狀一致。1.5.2支撐臂與圓環夾板組裝(1)支承架組裝工裝按照5個周向均布的支撐臂上每組2個定位導桿孔位置，在厚鋼板加工10個定位銷孔，配裝10根專用定位銷，鋼板中央開一工藝孔，用于支撐臂與圓環夾板螺栓連接，支撐臂與圓環夾板組裝專用工裝如圖6所示。(2)超胎裝配在工裝上依次放置圓環夾板、支撐臂及圓環夾板，支撐臂與定位銷配合定位，每個支撐臂與圓環夾板用4組螺栓連接預緊，校正圓環夾板位置，配作各支撐臂與圓環夾板鉸制孔，定位螺栓連接，緊固所有螺栓螺母，用3件工藝連接桿和5組螺栓螺母與各支撐臂外端導桿孔連接，支撐臂相互穩固(工藝連接桿待支承架在筒體內安裝焊接后缷去)，支承架缷模，轉入筒內安裝工序。1.5.3支承架安裝焊接筒體內有10組支承架，軸向1m左右不等距分布，每組支承架質量約1t，側面半圓槽與筒體出料短節兩端腹板上孔對應同軸，支撐臂與筒體焊接固定。(1)兩根長槽鋼作為工作平臺主骨架兼作導軌，制作手推小車，小車帶有滾輪并配有手動液壓缸的升降與夾緊裝置。(2)將筒體在翻轉臺上水平就位，工作平臺一端放置到筒體內，利用出料短節內腹板上孔進行連接，另一端在筒體外支承，調節工作平臺水平，小車置于工作平臺導軌上，用行車將組裝的支承架吊放在小車上固定，推動小車至筒體內相應位置;用兩根φ100mm長鋼管作為支承架安裝定位導桿，由出料短節兩腹板孔依次伸進筒體一定長度，以鋼管管壁與支撐臂半圓槽接觸作為新裝支承架就位基準，微調液壓缸校正支承架軸向與徑向位置，點焊支撐臂與筒體各連接板，然后加固焊接至要求，以此法從內到外依次安裝焊接10組支承架。

　　2筒體的加工

　　筒體上2個輪帶安裝面φ4560mm，中心相距5300mm，圓柱度誤差0.5mm，輪帶安裝面、進料端法蘭連接面和出端短節外圓φ4500mm密封面，與出端短節端板上φ1800mm止口同軸度誤差0.5mm。筒體加工工藝如下。(1)先采用經緯儀對主軸和尾座頂尖進行校準，保證同軸度要求，然后調整主軸線與滑板中心線的平行度公差，保證平行度要求。(2)用工字鋼和鋼板焊接制作米字架作為筒體機加工進料端支承，如圖7所示。米字架徑向與筒體進料端內壁焊接連接，米字架中部焊接的鋼板與落地機床尾座頂針過渡軸法蘭螺栓連接;出料短節外端板φ1800mm止口與雙法蘭過渡軸配合，螺栓緊固連接。(3)將安裝好夾具筒體部件固定在落地車床上，并找正固牢。(4)采用雙刀架同時對筒體兩輪帶安裝面及兩端連接法蘭面多處進行加工[4]。(5)加工完成并經檢驗確認合格后，方可卸裝筒體。(6)出料短節出料比內寬度600mm左右，其外圓周向分布5個400mm寬、形狀為長腰型出料孔，卷制圓筒前切割開孔對鋼板卷制成圓，以及用開孔的出料短節作加工支承進行筒體機加工，對卷制和加工精度有影響，故出料短節外圓開孔安排在筒體機加工后進行。其加工工藝為：①筒體放置在翻轉臺上，按圖劃線并氣割5個出料孔;②利用管磨機磨門孔加工專用機床銑削筒體出料短節外圓上5個長腰型出料孔周邊。

　　3結語

　　蒸汽烘干機筒體部件經過切割下料、卷制成型、焊接、組裝連接和機械加工等工藝設計，并運用支承架組裝、筒體機加工等專用工裝，應用現有的切割、焊接用機加工等設備制作，保證了筒體部件各工序的完成，筒體部件尺寸和形位精度等均達到標準和圖樣要求。參照該工藝方案已生產多種規格筒體部件，產品在銅陵和株州等多家對進入閃速熔煉爐中的銅精礦進行干燥，得到用戶好評，為企業創造了較好的經濟效益。

　　參考文獻

　　[1]王學良.銅精礦蒸氣干燥機設計分析[J].有色冶金設計與研究，1999(2)：12-15.

　　[2]李家森.大型回轉焙燒窯筒體制造精度控制技術[J].有色礦冶，2010，26(4)：49-51.

　　[3]國家建筑材料工業機械標準化委員會.JC/T335—2006水泥工業用回轉烘干機[S].北京：中國標準出版社，2006.

　　[4]賁道春，王復光，周步高，等.小落地車床切削管磨機筒體的問題與對策[J].機械設計與制造，2015(4)：171-173.

　　作者：楊增旺 單位：江蘇鵬飛集團股份有限公司

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