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
（華鎣川煤水泥有限責(zé)任公司，四川華鎣市 638601）
* @5 W' b( j* b中圖分類號：TQ172.6 文獻標識碼：B 文章編號：1007-6344（2012）03-0092-02
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5 S% v$ Z) u6 V* M2 H( j2 d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停產(chǎn)如不能在第一時間內(nèi)有效解決，將嚴重影響企業(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。
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9 F! G2 s2 N8 R關(guān)鍵詞：高分子材料 技術(shù) 維修 應(yīng)用
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6 w1 S7 D' Y+ L7 G, V0 `  G1 d' ~0、前 言
    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，嚴重的位置磨損量達0.9mm以上。根據(jù)維修經(jīng)驗，磨損部位將進行堆焊后車削修理，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)對該軸頸位置進行了修復(fù)處理，只花費了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)濟效益。
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: j  O  ~& X. E0 U% G1、2211復(fù)合材料性能及特點
' p# L9 y! @7 `" _8 v    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：
$ u; w6 n2 `$ @  ?0 y（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；
4 i0 u6 C7 J5 M（2）優(yōu)異的機械性能：滿足機械設(shè)備在運行過程中所產(chǎn)生的各種復(fù)合力的要求，具有良好的機械加工性能和延展性能；
- K5 S3 D' b# ~; q（3）抗化學(xué)腐蝕性能：杜絕大多數(shù)高溫下的有機酸、無機酸及混合酸的腐蝕；
（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。
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2、2211復(fù)合材料修復(fù)磨損軸承位
    2211復(fù)合材料是一種非金屬材料，其特點是在受到外力沖擊的時候材料可以變形吸收外力，同時，運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。

, q) A/ W4 x: }' M# C2211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 準備工作
1 z: F+ s7 t% u0 K3 e' X% y（1）清理磨損部位，測量最大磨損量數(shù)據(jù)。
& T5 A' R, o8 R/ u9 t（2）準備清洗軸承部位的工業(yè)酒精一瓶500ml。
! Y& A4 f/ O0 y. u: T6 E- t9 s% g5 g% W& [（3）準備角向磨光機一套、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。
! J+ b- m! P5 R" a（4）準備烤槍一套。

2.2 實施步驟
（1）用磨光機將軸肩位置打磨清理干凈，依靠基準面的尺寸定位（前、后肩），修復(fù)磨損的部位，確保修復(fù)部位的同心度。
7 j! t7 |0 E  j: Z5 |: P（2）用烤槍將軸肩位置進行一定時間的烘烤，除去潮氣及油污。
（3）用高純度工業(yè)酒精對軸肩位置予以清洗，晾干。
8 p6 x6 E4 M7 Z（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，涂抹材料超出標準尺寸0.2mm以上。
- c% j; E' O% a（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，過盈量比標準尺寸大0.02～0.05mm，然后靜止冷卻固化3小時即可進行后續(xù)工序。

2.3 使用效果
& _+ n. A+ s8 x0 Z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)備運行1個多月的情況來看，運行正常，效果良好。其優(yōu)點是：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度，節(jié)約了直接拆卸、運輸、加工等費用，取得了良好的經(jīng)濟效益。
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3 結(jié)束語
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)機葉輪沖刷磨損修復(fù)，減速機滲漏治理，軸頭鍵槽磨損修復(fù)，端蓋裂紋修復(fù)，機械零部件裂紋、劃傷、尺寸超差、鑄造缺陷修補等設(shè)備維護領(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。


1 N; x) f7 t& e3 l% P; u[收稿日期：2011-10-26]
' m8 C! }7 Q2 H4 V! s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。

開水滋養(yǎng)

學(xué)習(xí)ing..................

zhef84

　攀登機械維修新高峰
　
/ v( r; z! g6 E* K: h4 [7 E　    異軍突起的，中國鐵路貨車維修新技術(shù)，即將開創(chuàng)21世紀機械維修的新紀元。其特色可以兩句話來概括：工藝創(chuàng)新與材料晉級齊舞，機械性能共運行安全雙飛。
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　          一，機械維修新技術(shù)的奇跡。 茲以鐵路貨車維修為例，新技術(shù)一旦驗證推廣，其效果將是：
& l0 V# v" G# u$ a& @5 v　      【1】，新維修技術(shù)所需的設(shè)備，從當前昂貴而又復(fù)雜的專用側(cè)架加工機床，專用搖枕加工機床，重型電焊設(shè)備，熱處理設(shè)備，各種加工，清洗設(shè)備銳減為砂輪機和噴砂設(shè)備2種。從此鐵路貨車大修可不再遠途送廠，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)的壓縮為砂輪機局部加工【僅第一次按新工藝實施時需要】，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。
2 w% K7 V' I  q3 O, _　　      【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。從此機械維修的質(zhì)量標準不再是盡可能恢復(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，還能保護其對磨件，極少磨損，并克服慣性拉傷事故。鐵路貨運效率猛升。
　　       【4】，精密度是機械現(xiàn)代化的靈魂。同一規(guī)格的進口機械，在價格，壽命，壓縮事故發(fā)生率等方面往往成倍地高出進口配件國內(nèi)組裝產(chǎn)品，其主要差距就在機械精密度，特別是裝配精密度上。多少年來，我國仿效西方工藝，提高機械精度，主要靠的是壓縮機械各個零件，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)濟效益。高分子再制造技術(shù)則不然。其機械總裝精度是當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。從而大幅度改善運行質(zhì)量，降低機車牽引動力的消耗和鋼軌，輪緣，轉(zhuǎn)向架各摩擦副的磨損。
　　      【5】，鐵路貨運安全率猛增。中國鐵路提速三年來，嚴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，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項
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" [; _  J, ~+ M　　        二，新舊機械維修技術(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：
$ m  L9 w9 [7 M! e' ]　　      【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，耗費大量專用焊條，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床，一步一步加工成型。工序間，側(cè)架需要往返搬運，等待，生產(chǎn)周期長達若干天。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，維修需要的機床設(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。
+ w9 T8 ^+ O. |' a% ]' Y　　    【2】，改用高分子涂層技術(shù)后的側(cè)架修復(fù)工藝：
+ O3 {! d: Z1 q+ T9 Y7 c) F) f　　　　　    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，厚度建議采用0.5毫米
　　    2，用于恢復(fù)側(cè)架原設(shè)計尺寸，所需的定位模具。   
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* s+ M9 _( c: _9 ^　　         具體高分子涂層側(cè)架維修工藝
　　    1，側(cè)架磨損面清除污垢，噴砂。
; s1 ^# m$ \6 R　　    2，試裝：由于側(cè)架各部位實際磨損量，均不同程度地小于修理許可限度，必須用砂輪機打磨側(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。
　　    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，投入運用      
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　　　　由于新技術(shù)優(yōu)點之多，效益之高，令人驚訝，可能使人對其真實性產(chǎn)生懷疑。認為是在癡人說夢。其實，早在20年前，中國鐵路自主研發(fā)的機械維修技術(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個機務(wù)段,進行了2年多的運行試驗，由鐵道部鑒定批準，下令由我銅陵工廠負責(zé)，組織全國鐵路局，鐵路機車車輛廠學(xué)習(xí)，在當時的蒸汽機車上推廣。并為 MACHINE DESIGN, DESIGN ENGINEERING，等美，英知名雜志廣泛報道推薦，作為當時唯一的中華人民共和國項目，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，雙班運行后檢查，幾乎量不出磨損來。
　　　　再者，請問那一項新技術(shù)不是從夢想到理想，然后通過努力，上升為事實的。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ǎ�早晚有一天，中國模式的鐵路貨車和機械維修技術(shù)，將會光芒萬丈，照亮全世界。
　　　　
( A) [1 C- \$ ]3 x& M　　　　92歲鐵路退休正高工   范喆
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