做矿山破碎的朋友应该都有体会,锤式破碎机这设备,干活是真出力,出问题也是真要命。
前段时间某大型爆破工程公司的现场就遇到这么一档子事:锤式破碎机皮带轮跳动越来越大,拆开一看,传动侧轴承位已经磨得不成样子了。测量数据让人倒吸一口凉气——轴径240mm,磨损宽度128mm,单边磨损深度竟然达到了4mm。
4mm什么概念?轴承内圈和轴的配合间隙通常是以“丝”为单位计算的,磨掉4mm,相当于配合彻底失效,轴承已经处于“空转”状态了。
这时候摆在他们面前的选择不多:要么拆转子返厂补焊机加工,要么换新轴。但这两条路对于锤式破碎机这种载荷大、工况恶劣的设备来说,都有硬伤。
锤式破碎机轴修理,难在哪儿?
很多人不理解,不就轴磨损吗,拉回去补一层再车一刀不就行了?
锤式破碎机轴修理的第一难:补焊热应力风险太高。
锤破本身就是冲击载荷,主轴常年承受巨大的交变应力。补焊时局部高温上千度,焊完冷却后热影响区会产生残余应力,等于在轴上埋了一颗定时炸弹。矿山破碎行业因为补焊修复后断轴的事故并不少见,这也是为什么很多企业宁可换新轴也不愿意冒这个险。
第二难:拆卸成本和时间耗不起。
锤式破碎机转子动辄几吨重,拆装一次需要吊车、需要停机、需要大量人工。如果返厂维修,来回运输加上加工周期,十天半个月就过去了。对于矿山生产来说,停一天就是真金白银的损失。
第三难:磨损量太大,普通轴磨损修补剂扛不住。
市面上确实有一些修补剂号称能在线修复轴磨损,但大多是针对磨损量在一两毫米以内的情况。像这种单边磨损4mm的严重损伤,普通修补剂的抗压强度和粘结力根本顶不住锤破的冲击载荷,修完用不了几天就会再次失效。
4mm磨损量,凭啥能用修补剂解决?
这个案例最终采用的方式,是索雷碳纳米聚合物材料配合工装工艺进行在线修复。
先说材料。索雷SD7101H是一种碳纳米聚合物复合材料,它的抗压强度达到每平方厘米1200kg静压力,粘结力200kg/cm²。这个数据意味着什么?意味着修复层固化后,其机械性能足以承受锤破运行时的冲击和挤压。
更关键的是,这种材料不具备金属的疲劳特性。金属轴在长期冲击下会逐渐产生疲劳裂纹,但碳纳米聚合物材料不会——这是它能长期稳定运行的一个重要原因。
再说工艺。很多人对轴磨损修补剂的理解还停留在“抹上去、等干了就行”的阶段。但真正决定修复成败的,是工装定位。
这套工艺的核心思路是:利用轴肩或未磨损部位作为定位基准,配合精加工的工装内孔,确保材料固化后与原始轴径保持同心。工装内孔尺寸是根据修复后的目标尺寸预先车好的,材料填充后工装一压,出来的尺寸就是设计尺寸,轴承装配的过盈量自然就有了保障。
简单说,不是随便抹一层修补剂,而是用模具“塑造”出一个新的配合面。
现场实操:8小时让锤破恢复运转
回到这个案例的现场。设备参数:锤式破碎机传动侧轴承位,轴径240mm,轴承型号23148ca/w33,磨损深度4mm,宽度128mm。
整个锤式破碎机轴修理过程是这样的:
第一步,表面预处理。用氧气乙炔对磨损部位进行烤油,把渗入金属微孔里的油脂碳化处理掉。然后用磨光机打磨至露出金属原色,表面粗糙化是为了让材料粘得更牢。
第二步,测量与工装准备。确定定位基准面,测量数据,工装内孔按目标尺寸精加工。
第三步,清洗与脱模。用无水乙醇彻底清洗修复表面,同时在工装内表面均匀涂抹SD7000脱模剂。
第四步,调和涂覆。按比例调和索雷SD7101H碳纳米聚合物材料,调和至均匀无色差,然后涂抹在磨损部位。
第五步,安装工装固化。工装安装到位后,加温加速固化。
第六步,检查装配。拆下工装,检查修复尺寸合格后,清理多余材料,回装轴承。
从开始处理到装配完毕,全程8小时。设备开机带料运行,振动、温度一切正常。
关于轴磨损修补剂,现场最关心的两个问题
修复过程中,现场人员问得最多的是这两个问题:
“这材料干了以后硬度够吗?会不会用几天就压瘪了?”
索雷碳纳米聚合物材料固化后硬度达到肖式D级89,修复层的承载能力完全满足轴承配合要求。它和金属轴体是100%面接触,受力均匀,不存在点接触导致的应力集中问题。
“以后轴承再坏了要拆,这层材料好处理吗?”
需要更换轴承时,用常规的氧气乙炔加热轴承内圈即可正常拆卸,修复层不会与轴承发生粘连。如有需要,修复层也可通过车削加工去除,恢复原始轴径。
什么样的轴磨损适合用这种修补剂?
总结一下,以下几类情况特别适合考虑在线修复方案:
第一,磨损量较大的情况。这个案例磨损4mm都能修,一般工况的磨损更不在话下。
第二,不允许动火或不允许拆卸的设备。在线修复全程冷态操作,轴体不受热影响。
第三,时间紧迫的抢修场景。返厂需要数天甚至数周,在线修复以小时计。
第四,有过断轴前科的设备。避免补焊带来的热应力风险。
当然,也不是所有情况都适用。如果主轴本身已经出现弯曲变形或严重裂纹,那就不是修复轴承位能解决的问题了。
矿山设备的管理,很多时候拼的不是谁更会修,而是谁能在出问题的时候用对方法。
锤式破碎机轴磨损这件事,传统思路要么是补焊,要么是换新,两条路各有各的代价。而像索雷碳纳米聚合物材料配合工装工艺这样的在线轴磨损修补剂方案,给了设备管理人员第三种选择——不用拆、不用火、不用等,用最小的停机代价把问题解决掉。
有时候,技术的进步带来的不只是效率的提升,更是一种解决问题思路的改变。 |