高分子復(fù)合材料技術(shù)在設(shè)備維修中的應(yīng)用

設(shè)備維修相關(guān)

劉成基 鄧文勝
  g$ m0 z- O* i- @（華鎣川煤水泥有限責(zé)任公司，四川華鎣市 638601）
中圖分類號(hào)：TQ172.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1007-6344（2012）03-0092-02
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摘 要：隨著水泥生產(chǎn)線設(shè)備大型化,、現(xiàn)代化程度的提高,，設(shè)備故障所帶來的意外停機(jī)停產(chǎn)如不能在第一時(shí)間內(nèi)有效解決,，將嚴(yán)重影響企業(yè)的正常安全生產(chǎn)。該文通過一個(gè)維修案例,，論述了高分子復(fù)合材料技術(shù)在設(shè)備維修中的應(yīng)用,，為設(shè)備維修管理工作提供了一種全新的工作思路，是對(duì)傳統(tǒng)維修觀念的突破,。
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7 k* t1 q! T  Z, B+ Z1 D關(guān)鍵詞：高分子材料 技術(shù) 維修 應(yīng)用
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0,、前 言
* {- n8 \! [' z& _    我公司3# 5000t/d熟料水泥生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ4.8×72m，其擋輪裝置因軸承損壞造成回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)意外停產(chǎn),。鑒于生產(chǎn)任務(wù)十分緊張,，急需快速恢復(fù)生產(chǎn)。擋輪裝置經(jīng)解體拆檢后發(fā)現(xiàn),，三套軸承均已損壞,，特別是推力軸承（型號(hào)：4039432）、調(diào)心滾子軸承（24164CC /C3 W33）軸頸位置存在不同程度的磨損,、劃傷,，嚴(yán)重的位置磨損量達(dá)0.9mm以上。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn),，磨損部位將進(jìn)行堆焊后車削修理,，恢復(fù)軸頸原設(shè)計(jì)尺寸精度，修理時(shí)間將在36小時(shí)以上,。鑒此,，我們嘗試采用了2211高分子復(fù)合金屬修復(fù)材料技術(shù)對(duì)該軸頸位置進(jìn)行了修復(fù)處理,，只花費(fèi)了8個(gè)小時(shí)就恢復(fù)了生產(chǎn),，取得了良好的維修效果和經(jīng)濟(jì)效益。
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) B& B1 k9 p  m! b0 n" [1,、2211復(fù)合材料性能及特點(diǎn)
6 q$ Q1 u) r4 U# q% s    2211高分子復(fù)合材料是一種以高分子復(fù)合聚合物與金屬粉末或陶瓷粒組成的雙組分或多組分的復(fù)合材料,，它是在高分子化學(xué)、有機(jī)化學(xué),、膠體化學(xué)和材料力學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門高技術(shù),。
該材料具有以下特點(diǎn)：
4 S+ R; \' I$ Z! }. o（1）優(yōu)異的附著力：高分子滲透形成分子之間的作用力，使其與修復(fù)部件形成范德華力和氫鍵鏈接,；
（2）優(yōu)異的機(jī)械性能：滿足機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的各種復(fù)合力的要求,，具有良好的機(jī)械加工性能和延展性能；
6 V; M6 q8 ~, u# w0 b. A* y. q% L（3）抗化學(xué)腐蝕性能：杜絕大多數(shù)高溫下的有機(jī)酸,、無機(jī)酸及混合酸的腐蝕,；
（4）材料的安全性：100%固體，材料無揮發(fā)性,；無毒無害,，可以和皮膚直接接觸,。

8 L/ M/ y, ]0 ~2、2211復(fù)合材料修復(fù)磨損軸承位
' Q1 `3 k3 a3 m    2211復(fù)合材料是一種非金屬材料,，其特點(diǎn)是在受到外力沖擊的時(shí)候材料可以變形吸收外力,，同時(shí)，運(yùn)行過程中略大的膨脹系數(shù)可以隨著軸承的膨脹而膨脹,，始終和軸承保持良好的配合,，避免了間隙出現(xiàn)的可能性，同時(shí)良好的退讓性也延長了軸承的使用壽命,，見圖1,。
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2211高分子復(fù)合金屬修復(fù)材料技術(shù)對(duì)該軸頸位置修復(fù)過程如下：

2.1 準(zhǔn)備工作
; G) X7 I  V- N/ n4 n9 B（1）清理磨損部位，測量最大磨損量數(shù)據(jù),。
# u, d. b( d& Z. A; ?（2）準(zhǔn)備清洗軸承部位的工業(yè)酒精一瓶500ml,。
（3）準(zhǔn)備角向磨光機(jī)一套、調(diào)料板一張（陶瓷地磚或鍍鋅鐵板400×400左右,，供調(diào)配復(fù)合材料用）以及金屬鏟刀兩把,。
（4）準(zhǔn)備烤槍一套。

2.2 實(shí)施步驟
% g3 z. I- d" F) T' H（1）用磨光機(jī)將軸肩位置打磨清理干凈,，依靠基準(zhǔn)面的尺寸定位（前,、后肩），修復(fù)磨損的部位,，確保修復(fù)部位的同心度,。
（2）用烤槍將軸肩位置進(jìn)行一定時(shí)間的烘烤，除去潮氣及油污,。
（3）用高純度工業(yè)酒精對(duì)軸肩位置予以清洗,，晾干。
（4）調(diào)配材料涂抹,。按產(chǎn)品說明書的要求對(duì)2211復(fù)合材料A,、B組分1:2的比例分別稱重計(jì)量，確定2211材料A,、B組分用量,。在準(zhǔn)備好的清潔材料板上將兩種膏狀材料混合攪拌均勻，調(diào)成膏泥狀,，用鏟刀在磨損部位快速均勻涂抹,，使膏狀材料與被修復(fù)的軸頸部位充分均勻接觸，涂抹材料超出標(biāo)準(zhǔn)尺寸0.2mm以上,。
（5）裝配軸承,。依靠加熱軸承（用紅外線測溫槍測試軸承溫度約110℃）熱裝配到該軸徑位置，確保復(fù)合材料和軸承的過盈配合,，過盈量比標(biāo)準(zhǔn)尺寸大0.02～0.05mm,，然后靜止冷卻固化3小時(shí)即可進(jìn)行后續(xù)工序,。
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2.3 使用效果
我公司采用2211高分子復(fù)合材料技術(shù)維修回轉(zhuǎn)窯擋輪裝置，通過設(shè)備運(yùn)行1個(gè)多月的情況來看,，運(yùn)行正常,，效果良好。其優(yōu)點(diǎn)是：受熱少,、無熱影響和變形,；不須專門設(shè)備、工藝簡單,，易于掌握,，施工安全。在現(xiàn)場快速修復(fù)軸承磨損部位,，不但在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)了生產(chǎn),，而且降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了直接拆卸,、運(yùn)輸,、加工等費(fèi)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,。
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3 結(jié)束語
% x% ~" C1 c; V& k& {/ P/ h該技術(shù)不但可應(yīng)用于各類軸,、鍵槽、軸承室,、軸承座磨損劃傷修復(fù),，還可廣泛用于如橡膠傳送帶局部穿洞、劃傷修復(fù),，金屬容器耐腐蝕修復(fù),，各類管道風(fēng)機(jī)葉輪沖刷磨損修復(fù)，減速機(jī)滲漏治理,，軸頭鍵槽磨損修復(fù),，端蓋裂紋修復(fù)，機(jī)械零部件裂紋,、劃傷、尺寸超差,、鑄造缺陷修補(bǔ)等設(shè)備維護(hù)領(lǐng)域,，起到連接、密封,、堵漏,、絕緣之功能。它是一種快速廉價(jià)的工藝維修方法,，是設(shè)備維護(hù)的有效手段,，是值得大力提倡和推廣應(yīng)用的現(xiàn)代設(shè)備維修技術(shù)之一,。


[收稿日期：2011-10-26]
劉成基：男，54歲,，高級(jí)工程師,，四川華鎣川煤水泥有限責(zé)任公司副總經(jīng)理。

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開水滋養(yǎng)

學(xué)習(xí)ing..................

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　攀登機(jī)械維修新高峰
　
　    異軍突起的，中國鐵路貨車維修新技術(shù),，即將開創(chuàng)21世紀(jì)機(jī)械維修的新紀(jì)元,。其特色可以兩句話來概括：工藝創(chuàng)新與材料晉級(jí)齊舞，機(jī)械性能共運(yùn)行安全雙飛,。
　   
　          一,，機(jī)械維修新技術(shù)的奇跡。 茲以鐵路貨車維修為例,，新技術(shù)一旦驗(yàn)證推廣,，其效果將是：
　      【1】，新維修技術(shù)所需的設(shè)備,，從當(dāng)前昂貴而又復(fù)雜的專用側(cè)架加工機(jī)床,，專用搖枕加工機(jī)床，重型電焊設(shè)備,，熱處理設(shè)備,，各種加工，清洗設(shè)備銳減為砂輪機(jī)和噴砂設(shè)備2種,。從此鐵路貨車大修可不再遠(yuǎn)途送廠,，改由車輛段就地施工。鐵路維修投資和成本因而巨幅下降
　　      【2】,，維修工藝相應(yīng)的壓縮為砂輪機(jī)局部加工【僅第一次按新工藝實(shí)施時(shí)需要】,，噴砂，涂層總裝3道工序,。生產(chǎn)周期從原來的幾天壓縮到幾個(gè)小時(shí),。
　　      【3】，維修質(zhì)量從原來合法的,，廠修比新造差,，段修比廠修差，到現(xiàn)在的修舊勝新，維修后尺寸一律恢復(fù)原設(shè)計(jì),，摩擦磨損潤滑性能超越原設(shè)計(jì),。從此機(jī)械維修的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不再是盡可能恢復(fù)原設(shè)計(jì)，而是不斷改用新材料新工藝,，使產(chǎn)品現(xiàn)代化,。例如，配件表層采用鐵路DP涂料維修后,，其耐磨性能,，較以耐磨著稱的巴氏合金摩擦副高出7倍。摩擦系數(shù){決定摩擦阻力}可以低到0.008,，較傳統(tǒng)金屬摩擦副低10倍以上,。在微量油潤的條件下，不僅涂層本身耐磨,，還能保護(hù)其對(duì)磨件,，極少磨損，并克服慣性拉傷事故,。鐵路貨運(yùn)效率猛升,。
9 s* J6 |( i0 r+ O, v　　       【4】，精密度是機(jī)械現(xiàn)代化的靈魂,。同一規(guī)格的進(jìn)口機(jī)械,，在價(jià)格，壽命,，壓縮事故發(fā)生率等方面往往成倍地高出進(jìn)口配件國內(nèi)組裝產(chǎn)品,，其主要差距就在機(jī)械精密度，特別是裝配精密度上,。多少年來,，我國仿效西方工藝，提高機(jī)械精度,，主要靠的是壓縮機(jī)械各個(gè)零件,，每一個(gè)尺寸的加工誤差。為此需要設(shè)計(jì),，投資昂貴的加工設(shè)備,，犧牲生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。高分子再制造技術(shù)則不然,。其機(jī)械總裝精度是當(dāng)磨損零件清除污垢后,，有關(guān)零部件在組裝狀態(tài)時(shí)，靠采用高分子涂料,，模壓形成的。當(dāng)時(shí)涂料尚處于半流體狀態(tài)，各零件相對(duì)位置可以自由調(diào)整,。只要精密量具可以發(fā)現(xiàn)的誤差 ,，再制造涂層中都可以全部加以糾正�,？梢�,，其精密度之高，任何其它再制造技術(shù)無法望其項(xiàng)背,。 例如,，貨車軸距精度，就可以由此提高10倍,。從而大幅度改善運(yùn)行質(zhì)量,，降低機(jī)車牽引動(dòng)力的消耗和鋼軌，輪緣,，轉(zhuǎn)向架各摩擦副的磨損,。
　　      【5】，鐵路貨運(yùn)安全率猛增,。中國鐵路提速三年來,，嚴(yán)重影響鐵路安全的十大貨車事故臨修問題，由于規(guī)章的限制,，幾乎無人過問,。年年一字不差地重復(fù)發(fā)表，僅心盤螺栓折斷一項(xiàng),，只哈爾濱一個(gè)鐵路局,，短短一周之內(nèi)，就曾發(fā)生1600多起,。一旦實(shí)施高分子涂層技術(shù),，由于組裝精度提高,熱應(yīng)力降低,立即可以徹底解決問其中的50%以上。統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示,，絕大多數(shù)的貨車事故臨修,，來自組裝精度差，電焊熱應(yīng)力,。而這些正是高分子涂層的強(qiáng)項(xiàng)
　　
& D+ m& i( Q% k5 a" e( X　　        二,，新舊機(jī)械維修技術(shù)對(duì)比。茲以鐵路貨車轉(zhuǎn)向架側(cè)架為例,，將新舊技術(shù)的工藝與材料,，對(duì)比分析如下：
, r! f7 p+ J- c! X　　      【1】，傳統(tǒng)的側(cè)架維修工藝： 側(cè)架是長,寬,高約2500*150*500毫米的重型鑄鋼件,。需要修復(fù)的部位,，主要是4個(gè)槽型和2個(gè)平面型磨損面,。各面相互間有嚴(yán)格的垂直，平行,，距離要求,。傳統(tǒng)的修復(fù)工藝是，側(cè)架清除污垢銹蝕后,，先用巨型焊機(jī),，耗費(fèi)大量專用焊條，將龐大的磨損部位恢復(fù)到原設(shè)計(jì)尺寸以上,，跟著用巨型熱處理設(shè)備消除內(nèi)應(yīng)力,，然后仿效西方維修模式，和制造工藝同樣,，依靠各種昂貴的專用機(jī)床,，一步一步加工成型。工序間,，側(cè)架需要往返搬運(yùn),，等待，生產(chǎn)周期長達(dá)若干天,。今天,，重載高速的貨車現(xiàn)代化，對(duì)貨車的精度要求日益增強(qiáng),，維修需要的機(jī)床設(shè)備投資也水漲船高,，工藝操作愈來愈復(fù)雜，成本愈來愈增漲,。遠(yuǎn)非一般車輛段所能承擔(dān),，不得不耗資,耗時(shí),耗力，定期長途送廠大修,。
　　    【2】,，改用高分子涂層技術(shù)后的側(cè)架修復(fù)工藝：
　　　　　    修復(fù)前由高分子涂層研究單位提供
　　　　　1，性能優(yōu)異的高分子涂料及其制成的,，槽型及平面型維修半成品品,。半成品的外形尺寸，精密度,，粗糙度等全部符合側(cè)架磨損部位的原設(shè)計(jì),，厚度建議采用0.5毫米
　　    2，用于恢復(fù)側(cè)架原設(shè)計(jì)尺寸,，所需的定位模具,。   
　　   
3 W  r* s' Y: x) t( K* E# D　　         具體高分子涂層側(cè)架維修工藝
$ k, k" b; ~0 g0 y5 o　　    1，側(cè)架磨損面清除污垢,，噴砂,。
　　    2,，試裝：由于側(cè)架各部位實(shí)際磨損量，均不同程度地小于修理許可限度,，必須用砂輪機(jī)打磨側(cè)架各磨損部位,，保證留有0.5以上的固體涂層備品和糨糊狀涂料的空隙,。
, m/ i# G, D: p! p( u, G4 {; K7 J- y, P2 Z　　    3,，備品與磨損側(cè)架粘合總裝：在備品內(nèi)側(cè)，分別按平均間隙紀(jì)錄,，涂上半流體的糊狀高分子涂料,。利用組裝模具將之在側(cè)架上組裝定位。清除擠出來的多余涂料,。然后按涂料規(guī)定的固化溫度和恒溫保持一定時(shí)間后,，涂料固化。備品與側(cè)架粘合成一體,。拆除工裝,，投入運(yùn)用      
　　　　
, v1 N# n4 H: {0 l" C6 J% T+ b　　　　由于新技術(shù)優(yōu)點(diǎn)之多，效益之高,，令人驚訝,，可能使人對(duì)其真實(shí)性產(chǎn)生懷疑。認(rèn)為是在癡人說夢,。其實(shí),，早在20年前，中國鐵路自主研發(fā)的機(jī)械維修技術(shù)高分子涂層,，就已經(jīng)通過柳州,，銅陵2個(gè)鐵路工廠和從南到北6個(gè)鐵路局中的, 5個(gè)科研所，7個(gè)機(jī)務(wù)段,進(jìn)行了2年多的運(yùn)行試驗(yàn),，由鐵道部鑒定批準(zhǔn),，下令由我銅陵工廠負(fù)責(zé)，組織全國鐵路局,，鐵路機(jī)車車輛廠學(xué)習(xí),，在當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)車上推廣。并為 MACHINE DESIGN, DESIGN ENGINEERING,，等美,，英知名雜志廣泛報(bào)道推薦，作為當(dāng)時(shí)唯一的中華人民共和國項(xiàng)目,，被列入世界級(jí)新技術(shù),，新材料行列。英美等工業(yè)國家,紛紛來人,來函要求合作,索取資料,購買樣品,。遺憾的是,，按照鐵路規(guī)章制度,，隨著蒸汽機(jī)車的淘汰，高分子涂層技術(shù)在鐵路應(yīng)用上的合法地位,，也跟著取消,。但是由于其本身強(qiáng)大的生命力，仍然在繼續(xù)不斷地改造升級(jí),，向路外工礦發(fā)展,。例如：橡膠廠的煉膠機(jī)的軋輥軸承，材質(zhì)原設(shè)計(jì)為青銅,。用多個(gè)穩(wěn)釘固定在軸箱體上,以免在輥碾力下松動(dòng),。工作軸壓44噸，軸頸為  ￠250  × 200mm.,。在采用精密涂層技術(shù)再制造時(shí)時(shí),不用銅瓦,，直接在軸箱體上涂層，也無需穩(wěn)釘,。經(jīng)過四個(gè)月,，雙班運(yùn)行后檢查，幾乎量不出磨損來,。
　　　　再者,，請(qǐng)問那一項(xiàng)新技術(shù)不是從夢想到理想，然后通過努力,，上升為事實(shí)的,。我作為一名退休高級(jí)工程師，92歲的老人,請(qǐng)鐵路貨車維修者們考慮我的一個(gè)建議,，但愿大家在日常生產(chǎn)外,多能有自己的超英趕美夢想,，互相交流，互相支持,，互相提高,。可以肯定,，早晚有一天,，中國模式的鐵路貨車和機(jī)械維修技術(shù)，將會(huì)光芒萬丈,，照亮全世界,。
7 @& j. o& j/ |8 ?; |0 D0 Z' A6 x　　　　
) W+ R" {2 i- f　　　　92歲鐵路退休正高工   范喆
　　　　[email protected]  15105629450