管模维修设备的实用化改造与探索

刘小亮

（山东球墨铸铁管有限公司，山东 济南 250101）

管模维修设备的实用化改造与探索

刘小亮

（山东球墨铸铁管有限公司，山东 济南 250101）

磨削打点机是管模维修专用设备。本文根据生产中实际存在的问题，对其运行程序、托轮、打点机构进行改造，改造后其设备故障率降低了20%，管模维修效率和维修质量明显提高。

管模磨削打点机托轮打点机构

磨削打点机是水冷金属型离心铸管管模内壁维修的专用设备，其作用是消除管模使用过程中造成的热疲劳应力，增强表面强度，弥合微裂纹以及增加浇铸过程与铁水的摩擦力［1］。但是在设备使用过程中，发现设备故障率高、打点效率低、打点效果不稳定。这些问题的经常出现导致管模维修质量差且维修效率低，进而限制了球墨铸铁管的生产。2014年6月山东球墨铸铁管有限公司成立“提质增效”攻坚小组，专门负责提升铸管表面和内在质量，降低吨管加工费用。针对管模维修过程中存在的问题，“提质增效”攻坚小组经过多次分析和论证，最终提出了以下改造项目：运行程序改造、托轮改造、打点机构改造和设计制作双打点头。经过近半年的设备技术创新改造和近一年的运行检验，管模内壁磨削打点机设备故障率由原来的25%降低为现在的2%，管模打点质量和管模维修效率明显提升，所生产的铸管表面质量有了明显提升，吨管加工费显著下降。

1设备技术改造

1.1运行程序改造

磨削打点机由磨削打点机构、磨削打点小车、打点头、托轮装置、隔音罩及高压空气管等部件组成。其基本原理为：管模置于可调速的托轮装置上面，调整好与磨削打点机的相对位置及高度，托轮装置带动管模按要求速度匀速旋转，磨削打点小车沿管模内壁轴向前（后）匀速移动，完成对管模磨削、打点维修工作。

实际运行过程中，会出现以下问题：（1）管模停转或小车停走而磨削或打点没有停止，从而导致管模在同一位置重复磨削或打点，严重的甚至会导致管模报废；（2）管模打点时，由于用时较长，操作者容易疏忽而不能及时停止小车行走导致设备撞损。

为了解决以上问题，对磨削打点运行程序进行了改造，其主要的做法是：（1）在高压空气管道上加装电磁阀门，并对管模旋转、小车行走、高压空气开关进行连锁，要求管模停转或小车停走，高压空气开关就会自动关闭；（2）在小车行程的两端安装行程开关和报警提醒装置，当小车触碰到行程开关时小车停止行走并发出鸣铃声提醒操作者。

1.2托轮改造

磨削打点机托轮装置（图1）由轴承室、轴、轮毂、橡胶外皮。这种托轮可以降低托轮与管模滚道之间的磨损，有效地保证了管模滚道的径跳精度，延长了托轮轴承的使用寿命，并能吸收管模置于托轮上及打点时产生的冲击、振动。但是这种托轮外层所挂的橡胶容易磨损和侧滑脱落。据统计，平均每台磨削打点机一个月需更换一次托轮，其中80%都是由于外层橡胶侧滑脱落造成的。更换下来的托轮还要去专业的厂家进行维修，从而对公司的生产和成本造成了严重的损失。

针对托轮表面橡胶容易损坏的问题，“提质增效”攻坚小组对磨削打点机托轮进行了改造（图2），主要做法是：（1）将轴承由轮子外部改为轮子内部，将轴的两端改为方头，这样更换托轮时不再需要调整圆锥滚子轴承的轴承间隙，而且更换也更为方便；（2）将托轮表面挂橡胶改为外部镶尼龙66树脂，并且在两端增加凸台和挡盘防止尼龙套侧滑，在托轮表面增加6组尼龙定位销防止尼龙套与轮毂打滑。经过测试，改造后的托轮完全能够满足DN80-DN1200mm规格管模维修的使用要求，并具有吸收冲击、振动的功能，管模维修时的径跳远远小于改造前，管模的打点质量也有了明显提升。改造后的四组托轮尼龙托轮已经使用了1年的时间，除了尼龙套厚度磨薄了2～3mm外，没有出现轴承损坏或尼龙脱落现象。预计四组托轮至少还可以使用6个月。

图1改造前磨削打点机托轮

图2改造后磨削打点机托轮

1.3打点机构改造

管模打点是靠高压风吹动打点头高频上下锤击管模内壁。同时打点机构沿管模内壁轴线方向前（后）匀速移动，使匀速旋转的管模内表面被打出有规律排列的麻点。而由于打点机构（图3）设计原因，支撑轮位于打点头前端导致管模承插口处很难进行有效打点，且管模的主要部位承口脖子处打点深度浅、直径小，造成浇铸过程中铁液与管模内表面摩擦力不够，“超前流”的流动距离长、凝固快，落入管模内的铁液极易飞溅，铁液掉在已经凝固的“超前流”内表面上，如未能与“超前流”金属熔合在一起，则在铸管的外表面形成螺旋线状的冷隔型重皮缺陷［2］。为了改善铸管外表面质量，提高管模上机出管支数，降低吨管加工费用，“提质增效”攻坚小组对打点机构提出了以下改进方法（图4）：（1）将支撑轮由顶端该到打点头的后面，成功的解决了管模承插口打点难的问题，并通过实验得出当支撑轮底线高于自然下垂的打点头6mm时打点效果最佳；（2）加大打点头直径，DN80-DN100mm管模打点头由原来的31/32型改为37/32型，DN200-DN1200mm管模打点头由原来的44/38型改为56型；（3）对DN200以上打点，通过长期的使用发现将打点机构前端下探，使打点机构与管模形成1～2℃夹角，打点效果更为明显。改造后，经过1个月的使用，管模内壁深度加深、直径变大，特别是承插口及承口脖子处打点明显好于过去，铸管表面质量显著提高。据统计，改造后管模一次上机平均出管支数比改造前提高了27%。

图3改造前打点机构示意图

1.4设计制作双打点头

2012～2014年我公司铸管产量大幅提升了30%，而管模维修设备由于场地原因并没有增加，因此管模的维修成为了限制公司进一步发展的瓶颈。面对这一困境，经过多次现场观察、测量、实验、分析，我们设计制作了双打点头机构（图5），两组打点头前后排列，打点时，第二组打点头打出的点状螺纹线恰好位于第一组打点头打出的点状螺纹线之间，当对管模承插口打点时则采取单打点运行参数，并通过多次计算机数据模拟和现场试验矫正，最终得出了双打点运行参数。双打点头的使用，使管模打点效率提高了40%，成功的克服了因设备不足造成的管模不能及时维修的困难。

2改造的效果

2013年6月对磨削打点机改造后，运行了近1年半的时间，从设备运行及管模维修情况来看，取得了以下效果：

图5双打点头机构示意图

（1）设备故障率明显降低，由原来的25%降低为现在的2%。因设备故障造成的管模报废支数由去年的3支减少为今年的0支；

（2）托轮改造后，由原来的平均每台磨削打点机一个月需更换一次托轮，到现在的0次更换。且改造后的尼龙托轮很好的降低了管模维修时的径向跳动，使管模磨削、打点比过去更为精确；

（3）改造后的打点机构，使管模承插口及承口脖子处打点深度增加，打点直径变大。管模上机后所生产的铸管表面质量明显提升，且一次上机平均出管支数比改造前提高了27%；

（4）双打点头成功应用后，使管模打点效率提高了40%，并成功的克服了管模维修不及时对公司生产运行的限制。

结论

根据实际生产运行情况，对磨削打点机进行了一系列的设备实用化改造，成功的改善了设备性能，提升了设备运行效率，提高了管模磨削打点质量使铸管表面质量也得到了明显提升，并且节约了大量设备备件及维护费用，降低了因设备故障带来的成本损失。

［1］范英俊.离心球墨铸管工艺及装备.北京：中国科学技术出版社，2001.

［2］何国松.最新钢管铸铁管制造工艺技术、标准及管材、管件应用技术手册.吉林：吉林电子出版社，2004.

PracticalTransformationandExplorationofMold Maintenance Equipment

LIU Xiaoliang
（Shandong Ductile Iron Pipes Co.Ltd.，Jinan 250101）

Grinding and Dotting machine is a special equipment of pipemoldmaintenance，accordingtotheproblemsexistingin production，the operating procedures，supporting wheel，a striking are transformed and reconstructed，after which the equipment failure rate is reducedby20% ，thetubemoldmaintenanceefficiencyand maintenance quality are significantly improved.

pipe mold；grinding and dotting machine；supporting wheel；dotting mechanism