木工刀具修磨技術刀具修磨機砂輪爆片原因及安裝技巧

知識 11-16

修磨機的砂輪安裝在磨頭上，通過電機驅動旋轉，台車載著連鑄坯往複運行，由磨頭進行間歇性的進給運動，實現升降運動，對整個連鑄坯的表面進行修磨，消除表面缺陷。被修磨的連鑄坯溫度為20一700°C、磨削深度為0.5一2mm、磨削線速度恆定在80m/s。工作過程振動大，設備、安裝、操作、砂輪質量等問題都會引發砂輪爆片故障，對人身、設備造成一定傷害。

1砂輪故障情況

砂輪爆片後，大小不一的碎片將隨機飛出，損傷砂輪護板及其他周邊設施;同時產生不平衡的轉動力矩，引發巨大的設備振動，導致磨頭油管漏油、磨頭下墜、磨頭吊架定位槽被撕裂、壓下缸銷軸鬆脫、主機框架開裂等故障，嚴重影響修磨機的正常工作。

2原因分析

2.1砂輪上機前的問題

1)砂輪質量差。若砂輪的製造質量差，在工作過程中容易產生裂紋，發生爆片事故。

2)儲存時間長。砂輪黏合劑有一定的有效期，砂輪存放時間不宜超過2年。由於修磨機投產初期砂輪採購量較大，有相當數量的砂輪存放已經超過期限，則這部分砂輪的爆片幾率將明顯增大。

3)存放不規範。砂輪存放環境應保持乾燥，現場的水爆池周圍的水蒸氣量大;天車夾鉗上帶著水，滴在其運行軌跡的下方，使水分進入砂輪，形成隱患。

4)現場運輸過程發生磕碰，會使砂輪內部產生微裂紋，易發生爆片。

2.2安裝操作方而的問題

2.2.1砂輪壓盤鎖不緊

由於安裝操作不良原因導致爆片的特點是砂輪與砂輪壓盤接觸處有明顯的磨痕。砂輪壓盤鎖不緊，砂輪與砂輪壓盤之間發生相對轉動，摩擦發熱使砂輪兩端溫度迅速升高是造成爆片的原因。

砂輪安裝方法如下頁圖1所示。砂輪厚度值是L1，在螺釘的作用下，砂輪壓盤和砂輪座的台階面分別與砂輪的兩端面接觸，將其鎖緊，此時砂輪座外錐面與砂輪壓盤內錐面之間存在間隙S，當S>0時可以確保砂輪被鎖緊。

對發生爆片故障的砂輪壓盤與砂輪座進行檢測:在不安裝砂輪的情況下，對砂輪壓盤與砂輪座進行裝配，擰入螺釘，將砂輪壓盤安裝到位，實測砂輪壓盤與砂輪座之間的間隙值為L=124.7 mm，實測發生爆片故障的砂輪厚度尺寸為L2=124.4 mm ,L2

2.2.2安裝方法不當

由於砂輪壓盤與砂輪座的工作面之間不平行、緊固螺釘的鎖緊力矩不勻等原因，使砂輪各處受力不勻，產生傾覆力矩，導致砂輪傾斜，砂輪與砂輪壓盤、砂輪座之間的接觸面積減小，在工作中易與砂輪壓盤及砂輪座之間發生相對轉動，造成發熱、爆片。

長期性的螺釘鎖緊力矩不勻，會導致砂輪壓盤及砂輪座工作面的不均勻磨損。這種情況下即便是使用合格的砂輪、正確的安裝方法也會發生爆片。

2.2.3操作方法不當

2.2.3.1原來的操作方法

修磨機在上下料過程中，為了節約用電，要將砂輪停下。砂輪不同部位的溫度分布分析如下:

1）在磨削過程中，砂輪外圈直接接觸連鑄坯，溫度上升最快，內部溫度依次降低。溫度分布如圖3所示。

2）在上下料過程中，修磨機不工作，砂輪停止轉動、開始冷卻，外圈溫度下降最快，從外圈到心部溫度下降速度遞減。上下料過程平均需要5 min，上下料過程結束後，砂輪溫度分布如圖4所示。

2.2.3.2原因分析

從圖3、圖4可以看出：砂輪不同直徑部位的溫度分布不勻，同一部位在不同時間的溫度變化很大，這將產生較大的內應力，當內應力大於砂輪磨料之間的茹合力時，會使磨料顆粒間撕裂，裂紋將不斷延伸，直至砂輪爆片。

2.2.吐外力撞擊

由於外力撞擊原因造成的爆片特點是連鑄坯端面有明顯的被撞印跡。砂輪與連鑄坯端面發生碰撞是造成爆片的原因。為了防止此類事故發生，程序專門設置「當台車開動時，砂輪不能下降」這一保護性的聯鎖，但「更換砂輪狀態時，砂輪可以下降」;另外，編程人員經常對程序進行調整，防止出現意外情況時，由於部分聯鎖功能喪失，使「台車運行過程中，砂輪能夠下降」，導致砂輪與連鑄坯端面發生碰撞，產生巨大的撞擊力，造成砂輪爆片。

3對策

3.1砂輪上機前的準備

1)確保砂輪質量。嚴把砂輪進廠質量關，保證產品合格。

2)定向使用。在指定的修磨機單獨使用，增大下機時的砂輪臨界直徑值，降低爆片的可能性。

3)保證存放環境。存放位置要避開水蒸氣集中處和天車運行軌跡的下方。

4)規範運輸操作規程。制定現場運輸操作規程，避免砂輪在運輸過程中受損。

3.2安裝操作方而的改進

3.2.1檢測並修復相關件

裝砂輪前要檢測砂輪厚度尺寸，小於 125mm的嚴禁使用。新砂輪壓盤、砂輪座在使用前，要對二者裝配後的開口尺寸L進行檢測(如圖2所示)，使砂輪壓盤內錐面與砂輪座外錐面接觸，即在S1= 0時，實測L值，要求L124mm的情況，需要對砂輪壓盤內錐面或砂輪座外錐面進行機加工，確保L值滿足要求。正確的安裝效果要求砂輪厚度值L1>L，當緊固螺釘後，S>0，即砂輪壓盤內錐面與砂輪座外錐面之間存在間隙，砂輪被可靠鎖緊。

3.2.2確保鎖緊力矩均勻

定期檢測砂輪壓盤與砂輪座工作面之間的平行度，大於0.1mm時禁止使用，進行修復。使用力矩扳手緊固螺釘，緊固力矩要符合標準要求，保證鎖緊力矩均勻。緊固螺釘時要沿對角方向依次鎖緊，防止產生傾覆力矩。

3.2.3改進操作方法

調整修磨機程序，在上下料過程中，使砂輪繼續低速旋轉，減緩砂輪沿直徑方向的冷卻速度差，盡量使砂輪的冷卻速度均勻，這樣既不會消耗大量電能，又能顯著減小砂輪內應力。

3.2.1增加聯鎖保護程序

1)確保程序的聯鎖保護功能有效。

2)操作人員要確認修磨作業開始時所應具備的各項條件。

3.2.5執行保護措施

1)在砂輪外周安裝有緩衝吸振功能的防護罩，確保對設備的保護。

2)在修磨間兩端掛密排布置的鐵鏈，防止砂輪碎片飛出修磨間傷人。

3)在操作間觀察窗前面增設斜向下的鋼護板，保護人員不受傷害。

4實施效果