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

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發(fā)表于 2012-10-19 14:51:32 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
劉成基 鄧文勝+ s& X5 |8 W7 K6 n8 j, r8 }/ C: y
(華鎣川煤水泥有限責(zé)任公司,四川華鎣市 638601)9 e* U( N1 n& ^5 E
中圖分類號:TQ172.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1007-6344(2012)03-0092-02+ i! U. c& i2 u" E" z+ Z
& t! x9 C8 w2 q" t% D/ E' x5 h
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,是對傳統(tǒng)維修觀念的突破。

- \/ L8 d9 l: \. t
1 @  W, c6 i6 l6 P% z2 s8 c關(guān)鍵詞:高分子材料 技術(shù) 維修 應(yīng)用
* n" [, k3 }$ E" Q: c2 p6 J4 w5 r& H$ w8 p  u
0、0 W+ i* |  z) r8 y
    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: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)計尺寸精度,修理時間將在36小時以上。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)對該軸頸位置進(jìn)行了修復(fù)處理,只花費(fèi)了8個小時就恢復(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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1、2211復(fù)合材料性能及特點(diǎn)1 u) w+ |$ o. y$ M$ L$ A2 s) H/ Y
    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)。- E6 @7 B- W- k1 H( P1 Q
該材料具有以下特點(diǎn):
, N; o" r/ D: y/ g& f+ H* Z7 r1)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;
: n* _8 w; G( c7 @/ z4 A2)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;8 ?: P7 |$ a6 U+ W( {- a2 d- T# g
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;. B& q  l% Y/ u* a4 S- P
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 V/ |5 J  r3 ?8 [, K* I0 z# P) ^- R
2、2211復(fù)合材料修復(fù)磨損軸承位) L' y( K$ x  X% }! S5 b/ n1 V- Z
    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候材料可以變形吸收外力,同時,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,同時良好的退讓性也延長了軸承的使用壽命,見圖1。
  V: q1 |, v* j# U, M5 ]7 l
- m1 I, J/ a8 E6 T2211高分子復(fù)合金屬修復(fù)材料技術(shù)對該軸頸位置修復(fù)過程如下:
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2.1 準(zhǔn)備工作0 I# h) o) a  g, _- _) y
1)清理磨損部位,測量最大磨損量數(shù)據(jù)。6 z" ^. d; @% x2 ?# Q) @% W
2)準(zhǔn)備清洗軸承部位的工業(yè)酒精一瓶500ml。) _2 }( ^& V. L3 x8 G+ `1 @
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。
! T3 ?2 N3 m. x: m$ b" ]4)準(zhǔn)備烤槍一套。
- Z: L* w2 N3 ?! t/ q9 {2 o' e# y/ M9 l
2.2 實(shí)施步驟7 V. f* \1 l! |% B% T
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。! ~, P) j  ]" ~3 ]' u
2)用烤槍將軸肩位置進(jìn)行一定時間的烘烤,除去潮氣及油污。" S- t1 g) s0 M6 ]" R. @3 x. o
3)用高純度工業(yè)酒精對軸肩位置予以清洗,晾干。
2 @' y  p/ c7 }$ n' s+ ~- @4)調(diào)配材料涂抹。按產(chǎn)品說明書的要求對2211復(fù)合材料A、B組分1:2的比例分別稱重計量,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。/ m* h( S" I& J! h
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小時即可進(jìn)行后續(xù)工序。
( i+ O  c4 m9 \2 P/ }) C8 l9 H4 s' Z* O
2.3 使用效果: ~, a" ]  m/ a
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,不但在較短的時間內(nèi)恢復(fù)了生產(chǎn),而且降低了工人的勞動強(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。7 S9 |% ?. O- `9 c/ N  S

; ?5 C7 g3 k0 _' I3 結(jié)束語) M- C! L4 v& i
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。: i8 ]( n+ ~) B: x
3 s8 z7 Y% }) C4 i$ r  y8 k
; h2 \% w. z' M+ \1 R. m4 e
[收稿日期:2011-10-26]
3 O" z. I" p* O+ b2 [. [) h" W劉成基:男,54歲,高級工程師,四川華鎣川煤水泥有限責(zé)任公司副總經(jīng)理。
  U  \1 S: K" }1 c
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發(fā)表于 2012-10-19 15:43:18 | 只看該作者
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3#
發(fā)表于 2012-10-21 11:09:52 | 只看該作者
 攀登機(jī)械維修新高峰
6 U9 e. y3 [3 P7 V$ F6 v* C6 {7 W, W! e , k7 I* r7 z* \. a+ j$ |$ C
     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)新與材料晉級齊舞,機(jī)械性能共運(yùn)行安全雙飛。) j. ?1 F+ k) n" v( G
    
# l5 t- A4 q! ^* D# f7 q7 h           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:
6 v4 [2 V1 w# q2 F' C: I3 x       【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 / o7 F5 L% W3 a$ j( \' ?% M
        【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小時。8 |  ^; u0 L1 n4 _
        【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,摩擦磨損潤滑性能超越原設(shè)計。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,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)其對磨件,極少磨損,并克服慣性拉傷事故。鐵路貨運(yùn)效率猛升。: a4 U& k' w" c8 `
         【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)械各個零件,每一個尺寸的加工誤差。為此需要設(shè)計,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,靠采用高分子涂料,模壓形成的。當(dāng)時涂料尚處于半流體狀態(tài),各零件相對位置可以自由調(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)車牽引動力的消耗和鋼軌,輪緣,轉(zhuǎn)向架各摩擦副的磨損。! x, z9 h% i( ]
        【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)% K- D$ t$ U4 r& l- `8 K6 U
  $ k- m1 p0 R( W, k* m/ ?7 f
          二,新舊機(jī)械維修技術(shù)對比。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,對比分析如下:4 g1 ?. c7 h9 r: Y9 H
        【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個槽型和2個平面型磨損面。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,耗力,定期長途送廠大修。
0 x7 `; `3 E  Q8 q      【2】,改用高分子涂層技術(shù)后的側(cè)架修復(fù)工藝:
1 t1 I) `0 F; A. {- n0 |( M         修復(fù)前由高分子涂層研究單位提供
) M9 o, s$ g& Y9 k     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,厚度建議采用0.5毫米; @/ V2 F# x4 m
      2,用于恢復(fù)側(cè)架原設(shè)計尺寸,所需的定位模具。   8 l6 \7 C$ ]) q, `) W+ N" @& B1 v
      / @0 T/ y$ m) P- X1 ~4 |6 s
           具體高分子涂層側(cè)架維修工藝
( e  r% i% E$ N2 b( j1 G      1,側(cè)架磨損面清除污垢,噴砂。
" h3 {3 M7 w  }$ j      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。$ h) ^% k" G1 n& B, j$ D
      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      
  B! p: X8 ?3 l    
( e( @% q  {3 ?    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個鐵路工廠和從南到北6個鐵路局中的, 5個科研所,7個機(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,英知名雜志廣泛報道推薦,作為當(dāng)時唯一的中華人民共和國項(xiàng)目,被列入世界級新技術(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,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)計為青銅。用多個穩(wěn)釘固定在軸箱體上,以免在輥碾力下松動。工作軸壓44噸,軸頸為  ¢250  × 200mm.。在采用精密涂層技術(shù)再制造時時,不用銅瓦,直接在軸箱體上涂層,也無需穩(wěn)釘。經(jīng)過四個月,雙班運(yùn)行后檢查,幾乎量不出磨損來。
8 b- u  Q8 g8 n! x9 R! \    再者,請問那一項(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工程師,92歲的老人,請鐵路貨車維修者們考慮我的一個建議,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?梢钥隙,早晚有一天,中國模式的鐵路貨車和機(jī)械維修技術(shù),將會光芒萬丈,照亮全世界。
$ r8 H$ ?: N2 O: M4 Z, u  {( d    * E1 H4 R3 v  E
    92歲鐵路退休正高工   范喆
( W8 f: P$ G3 q4 ]: Q' a) i8 j    Zhef84@163.com  15105629450
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