新材料结合传统机加工工艺修复减速机轴承位磨损

【关键词】轧机、钢铁行业、在线修复、轴径磨损、轴承跑内圈、高分子复合材料、福世蓝、齿轮箱

减速机是变速器的一种，一般用于低转速大扭矩的传动设备，原理是把电动机、内燃机、马达或其它高速运转的动力，通过减速机的输入轴上齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮，从而达到减速的目的；大小齿轮的齿数之比，就是传动比。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置 。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。

2、故障现象和原因分析

某钢铁企业减速机轴承位轴承断裂造成轴承位磨损，轴径280mm、轴承位140mm、磨损量0.5mm左右。

减速机轴承位磨损原因主要是由于减速机工作条件恶劣，在长期运转过程中，轴承位表面受到轴承内圈圈的挤压力和复合机械力的作用，配合面出现金属疲劳。金属材料的退让性差，长此以往很容易造成微观的配合间隙，如不及时发现并采取措施，就会造成微观间隙不断扩大，直接造成轴承跑内圈、轴承损坏。

3、传统修复模式和福世蓝现场修复模式技术分析

3.1、传统修复模式

针对此类设备的轴承位磨损问题，传统修复工艺都是将设备拆卸后运输至机修厂进行处理，而传统的机加工厂通常针对磨损量较大的进行补焊后机加工处理，而针对磨损量较小的则采用电镀方法进行修复。以上两种修复工艺是现如今各行业的外围机修厂常用的修复手段，此类修复工艺虽然修复精度较高，但是受国内机加工水平的影响导致补焊修复后的轴承位和轴承有效接触面较小，在使用一段时间后较小的有效的接触面因金属疲劳受损后还是会出现磨损问题；另外针对磨损量较大的轴承位进行补焊时，补焊过程需要严格控制，稍有不慎极有可能造成轴承位局部因补焊温度过高导致的热变形，影响设备的整体刚性，给设备带来不可逆的损伤。

3.2、福世蓝现场修复模式

福世蓝高分子复合材料2211F是一种抗高温、抗强腐蚀并可以进行机加工的金属修复材料，此材料固化后具有良好的粘结力和机械性能，不仅有金属所具有的强度、硬度，还有其微观的退让性，采用高分子材料修复即无补焊热应力影响，修复厚度也不会受到限制。

由于该减速机为意外停机，因此再保证精度的前提下修复时间越短越好，该企业具备机加工能力，但是担心传统补焊工艺会对轴造成热影响，且补焊修复因需要控制热应力，因此补焊时间较长。于是就放弃了传统的补焊机加工修复工艺，将补焊环节采用福世蓝2211F产品替代，在涂抹2211F材料后加热固化75min就可进行磨削加工处理，修复时间短、精度高，非常适用此次修复。

4.1.1 首先现场测量轴的实际尺寸，再次确认单边磨损尺寸；

4.1.2 通过车床预车一刀，清除修复表面杂质及氧化层，使得其单边深度大于0.8mm，并对表面粗化处理（可加工粗螺纹）；

4.1.3 使用丙酮或无水乙醇（分析纯，纯度99.7％）清洗表面；

4.1.4 按照比例调和材料直至无色差；

4.1.5 轴在低速旋转的状态下涂抹高分子材料。分多次涂抹，第一层要薄，确保材料压入每一个微孔，涂覆材料厚度大于轴的基准尺寸，留出加工余量；

4.1.6 涂抹材料后使轴保持在旋转状态下自然固化或加热固化（温度在40℃~60℃）；

4.1.7 材料固化完成后，再通过磨床进行磨削加工出轴的基准尺寸，过盈量可适量增加0.03~0.05mm。注：磨削加工时，必须用磨削液冷却；轴端部位修复材料必须进行倒角处理。

4.1.8 机加工修复完成后热装轴承。