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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
" V9 b# K! c- P* U0 p# h（華鎣川煤水泥有限責(zé)任公司，四川華鎣市 638601）- J5 E+ o u6 j# Y7 n
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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* r, ~" ^2 d% k( [. L6 Q" p$ |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。$ S# p& N$ b1 d5 }
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關(guān)鍵詞：高分子材料 技術(shù) 維修 應(yīng)用! b/ h; R2 \4 h/ n
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0、前 言; q# o( R0 h1 R
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。, {2 F; p1 k P) Y
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1、2211復(fù)合材料性能及特點(diǎn)! O" Y) X( |; B# k
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)。8 q+ b$ p+ V6 g; Z7 x
該材料具有以下特點(diǎn)：( e% H% L& c6 W
（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；1 d `& G: g6 B- s* r* }
（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；& \! q/ p0 U( p( o5 V ]1 `; G) T. H
（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；( b1 L5 B, C4 Q
（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。: p; o9 i, W5 S8 I
. c2 d6 b7 }8 k( N# ^2、2211復(fù)合材料修復(fù)磨損軸承位+ \' Z( s6 M6 C2 p/ T- k( \% H y
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(zhǎng)了軸承的使用壽命，見圖1。
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( L* Z! p' k, v6 i2211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：
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2.1 準(zhǔn)備工作
; }. M3 I" G! w/ O# g, y（1）清理磨損部位，測(cè)量最大磨損量數(shù)據(jù)。5 i( y, b* F: R+ z/ G% k
（2）準(zhǔn)備清洗軸承部位的工業(yè)酒精一瓶500ml。
" [( {7 }" u) N5 P（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。
, T$ K/ a9 {4 w0 q2 T/ y! E# x; B（4）準(zhǔn)備烤槍一套。1 q: _7 R# S& @( }$ ^
6 C, b- t- Z3 S0 L& b3 B2.2 實(shí)施步驟
( Y; w. o) U7 t9 D2 z' K( |3 V（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。1 Y) V7 h( Z8 K8 _
（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。5 g5 [; y0 K+ k/ N4 U9 \
（3）用高純度工業(yè)酒精對(duì)軸肩位置予以清洗，晾干。 i& t I* L7 H- m4 N) @! K g& I3 O
（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。' Q( K z. Z: c+ ^
（5）裝配軸承。依靠加熱軸承（用紅外線測(cè)溫槍測(cè)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。$ ~7 q5 _: Z7 f( l k4 P
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2.3 使用效果
8 k3 [$ J4 y0 j$ C4 q+ O$ S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(jiǎn)單，易于掌握，施工安全。在現(xiàn)場(chǎng)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。# e/ }' B1 w2 A0 o( ]; q
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3 結(jié)束語' t# Y* C2 C5 V% [% R* R, Z
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。0 R! H# T# [1 }7 V2 Q- y! F( N
/ B4 o' k, f) N9 }, W
8 I+ U2 p& H& M- t3 A& W[收稿日期：2011-10-26]
$ x5 e1 ?) `1 i$ D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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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
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異軍突起的，中國(guó)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。# C3 O9 `3 P& V5 }1 ?' Y
3 P5 w2 ]& F6 n6 i/ {+ b 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 v+ z1 d- F; G# d- A1 _: C 【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 + m; M8 d6 D8 r$ r2 H
【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)。
5 y+ F; ~& T3 F; g2 I* [& 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(jì)，摩擦磨損潤(rùn)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(rùn)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 K7 F) Y* ~3 \5 d# A' ^ 【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(guó)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(guó)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。' E4 L3 Z% Z: u: s
【5】，鐵路貨運(yùn)安全率猛增。中國(guó)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)2 U4 u8 W/ I8 d! C
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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：4 _2 x' J$ L3 V3 x4 p2 a! _
【1】，傳統(tǒng)的側(cè)架維修工藝： 側(cè)架是長(zhǎng),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(zhǎng)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(zhǎng)途送廠大修。
7 R6 h9 Q, f. J6 \2 k 【2】，改用高分子涂層技術(shù)后的側(cè)架修復(fù)工藝：2 z) K5 y- _( _9 P6 r
修復(fù)前由高分子涂層研究單位提供0 o1 V8 _ { B9 O+ Z" Q
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
) n. d* C! c& T+ s, d 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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具體高分子涂層側(cè)架維修工藝; ^. L' `9 y& Q/ U7 O
1，側(cè)架磨損面清除污垢，噴砂。; ^5 }; X! e' a" a% K$ V
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。( G4 U6 r* E3 R" g6 a- i
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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D# l$ S' v4 n) j; W 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(mèng)。其實(shí)，早在20年前，中國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)家,紛紛來人,來函要求合作,索取資料,購(gòu)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。
. W$ e2 j0 F0 _7 ]2 Y! g2 g 再者，請(qǐng)問那一項(xiàng)新技術(shù)不是從夢(mèng)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(mèng)想，互相交流，互相支持，互相提高。可以肯定，早晚有一天，中國(guó)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。
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92歲鐵路退休正高工 范喆9 D, [2 J; X9 Z8 X6 O
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