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機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題: 高分子復(fù)合材料技術(shù)在設(shè)備維修中的應(yīng)用 [打印本頁]
作者: 設(shè)備維修相關(guān) 時(shí)間: 2012-10-19 14:51
標(biāo)題: 高分子復(fù)合材料技術(shù)在設(shè)備維修中的應(yīng)用
劉成基 鄧文勝
, ]2 y. h9 C2 K& q1 m/ u（華鎣川煤水泥有限責(zé)任公司,，四川華鎣市 638601）
$ L, c; X/ m- [# s- `0 m/ c4 p中圖分類號：TQ172.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1007-6344（2012）03-0092-022 F! Y# }1 c8 R
" C0 x9 N& h- R. l7 _' W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，是對傳統(tǒng)維修觀念的突破,。7 I: @& i: c9 V: ]
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關(guān)鍵詞：高分子材料 技術(shù) 維修 應(yīng)用3 _% U0 b5 Q2 ]9 N; t
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0,、前 言0 F: \0 B7 F+ r5 D
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(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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1、2211復(fù)合材料性能及特點(diǎn)
: l% ]3 G2 s0 `5 b* B 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),。
5 h, L A9 x; u該材料具有以下特點(diǎn)：
9 B+ E3 W- ?- q' D3 \（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；
, J6 }* f9 w, z: M, A2 A（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,；9 g% F: i9 R8 u) g- v& k. c% j; u
（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,；
8 G5 R, o2 R' m1 ?2 u$ U0 M* x（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,。1 E7 d% _$ G/ I" k2 f. b) d
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2、2211復(fù)合材料修復(fù)磨損軸承位
0 r- {3 \% i8 d 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,。6 A ~+ G8 \. I( T
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8 j; r& G0 p4 E9 `& }2211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 P% @* Z6 \& }: I# W
（1）清理磨損部位,，測量最大磨損量數(shù)據(jù)。
; m; E8 [0 X2 \/ Q8 ~5 y& J（2）準(zhǔn)備清洗軸承部位的工業(yè)酒精一瓶500ml,。
; \8 L! P& ]8 z% ^（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,。5 G" q) X: x4 @! `
（4）準(zhǔn)備烤槍一套,。
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2.2 實(shí)施步驟9 X+ F6 _& x# ?+ P
（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,。
+ m* ~4 Q" h. A0 m9 E0 b（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。8 R, F9 ~8 n& o8 S
（3）用高純度工業(yè)酒精對軸肩位置予以清洗,，晾干,。) g% M Y+ Z6 g& J& w9 I
（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(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,。! M( `( ^2 o3 S' I4 M) d6 I4 c
（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。# |1 Y* K: I& s5 C# u
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2.3 使用效果
5 w+ g, `/ G' t% C( O% U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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$ I2 b. X- F- V7 X/ ]8 q" J3 結(jié)束語7 x, E( G$ C$ G" q9 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(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,。8 d2 d7 ^7 w$ S' O2 Q) o2 R
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[收稿日期：2011-10-26]
; w$ h4 ?% O1 \) l# E# D! J& i6 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,。
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作者: 開水滋養(yǎng) 時(shí)間: 2012-10-19 15:43
學(xué)習(xí)ing..................
作者: zhef84 時(shí)間: 2012-10-21 11:09
攀登機(jī)械維修新高峰' k: _; l# E" }$ P/ k
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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,。, |! |" o9 K- d
& N) } `* A! z5 s7 d' [/ j 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： M/ b' K) l/ A, L2 z e
【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 e. Q& O* z. t" R X4 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(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),。
8 M4 p/ M- L/ ^6 \* F, Q: ~/ f- u 【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)其對磨件，極少磨損,，并克服慣性拉傷事故,。鐵路貨運(yùn)效率猛升。
6 f0 |1 w1 m# B2 s$ C, b+ 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,�,？梢姡渚芏戎�,，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,。; ^0 ~0 }8 j, I7 z Z
【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) L6 g$ y& h7 m1 {& b& @
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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：
% k! \$ @8 |4 f6 Y, Y. R 【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,。
" ]" k+ S+ N2 c) g% H 【2】，改用高分子涂層技術(shù)后的側(cè)架修復(fù)工藝：
+ P5 Z; P1 s' q4 x1 R5 m 修復(fù)前由高分子涂層研究單位提供2 W2 U! l$ n, f' f3 ]" ]7 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(jì)，厚度建議采用0.5毫米: V, i/ d0 [# H
2,，用于恢復(fù)側(cè)架原設(shè)計(jì)尺寸,，所需的定位模具。
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# J( j; o4 {+ x9 S9 i7 | 具體高分子涂層側(cè)架維修工藝9 T- Z' E, P! K) G V. O+ P t
1,，側(cè)架磨損面清除污垢,，噴砂。4 G$ ~' `1 [4 |7 I% d7 Q
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,。
; Y* x( L- n5 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(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
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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(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(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,。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,。
* F) K; |# q2 d- q 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(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�,？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。
& [0 g8 i. f) l, n ?; H- G : L6 y3 H! i Z+ c! }
92歲鐵路退休正高工 范喆
; X" M% k( [3 { [email protected] 15105629450
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