索雷碳纳米技术现场修复辊压机轴承位

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  一、辊压机介绍

  辊压机是一种能量利用率很高的节能粉磨设备，广泛应用于水泥、钢铁、矿山等粉磨行业中。

  根据接到用户来电交流与统计分析，辊压机轴承位磨损问题往往在设备投入运行3-5年后开始出现，这与设备构造、运行环境及维护手段有着紧密联系。

  二、辊压机轴承位磨损的原因

  1. 辊压机轴承与轴的配合形式

  辊压机因工作负荷很大，且入料层波动频繁，致使主轴承的负荷很大，两个挤压辊的平行度在使用中难以准确保证，所以一般都选用可调心的双列球面滚子轴承，以适应挤压辊在使用中产生的歪斜。由于圆锥配合存在对中性好、便于拆卸、传递扭矩力大、自锁性好等优势，因此辊压机的轴承与轴的配合方式，普遍采用1：12或1：30圆锥度配合。

  辊压机位移型圆锥配合是一种过盈配合方式，是通过调整内、外圆锥相对轴向位置的方法，以得到所需配合性质的圆锥配合。如图所示表在圆锥配合中由轴承初始实际位置 Pa 开始，对轴承内圈施加一定的轴向力F a，使其向右到达终止位置 Pb，则形成所需的过盈配合。

  图位移型圆锥配合

  2. 磨损的因素

  加工精度；锥轴颈的锥度公差、直径尺寸和表面粗糙度均有特别严格的要求，是影响其配合接触面的主要因素。在机加工工艺中，不管采用何种加工方法加工出的零件表面都不是绝对光滑的，所有的零件表面都有它各自的表面纹理。通常在机加工要求其配合面积不能小于75%，而表面纹理是与标准面的偏差，这种偏差来源于粗糙度、缺陷以及波纹度。在加工圆锥时会产生直径、圆锥角、形状等误差，这些因素在圆锥配合中，将造成基面距误差和配合表面接触不良。因此接触面积减少，传递扭矩较小连接不可靠，故易造成轴承位的磨损。

  物料颗粒；因素入辊压机物料粒度的控制不力，颗粒直径过大过多，进料不均等因素，均会引起辊缝长期偏差大，因纠偏频繁导致轴承过载。或金属异物或过硬物料频繁进入辊压机，在辊压机挤压时瞬间产生的超大反作用力全部承载于轴承本身，对轴承的寿命造成了根本的影响。同时反作用力冲击轴承位，使轴金属疲劳后与轴承内圈产成间隙。

  压力因素；辊压机属于高压粉碎设备，其液压系统所提供的推力远远高于其它设备，一般来说压力越高，挤压效果越好，但不是说辊压机工作时的压力越高越好。辊压机在水泥行业主要承担原料和水泥熟料的粉磨工作，实践证明，适宜的挤压力可以得到最佳的粉碎效果，对于熟料来讲，挤压力5000-6000kN/m2效率最高，生料用辊压机的挤压力可比熟料低1000kN/m2。通过实验得知：压力达到一定数值后，挤压效果不会再随压力的升高而有明显的提高，而此时的高压不仅对辊面、减速器、联轴器、电机等寿命有很大的影响，而且易造成轴承损坏或轴承位的磨损问题。因此对每台辊压机来说，其压力值可根据不同种物料的粒度、含水量、硬度等特性通过实验来确定最佳值。

  巡检和维修因素；其一、由于辊压机工作环境恶劣，周围粉尘浓度大，当注油孔堵塞或密封件磨损后粉尘或水进入轴承使承润滑不足过热损毁间接造成轴承位磨损。其二、轴承紧固螺栓预紧力大小以及设备运行后螺栓的二次紧固都会影响轴承与轴承位的配合。因此设备的运行不仅需要定期的维修维护，而且更需要平时的巡查保养，发现问题及时处理，从而减少设备的维修率。

  三、辊压机锥度轴承位磨损后的现场图

  在辊压机1:12/1:30锥度轴磨损示意图中，可以明显看到磨损过度：

  四、辊压机锥度轴承位磨损后的修复措施

  辊压机轴承位出现磨损问题后，普遍现象是轴承压盘螺栓频繁断裂。采取的方案有以下几种。

  1. 在线应急处理

  其一、及时更换螺栓；其二、用塞尺检测磨损量和轴向移动量。加工非标轴承压环进一步锁紧轴承，以勉强恢复生产（如下图）。此措施只适用于轴承位磨损初始阶段时，并不能避免磨损加剧。

  2.在线机补焊加工修复

  在线加工是金属补焊后利用专业移动式设备来对修复部位进行车、铣、刨、磨或人工修磨等方式获得轴颈尺寸。由于移动式在线专业设备的造价、技术含量较高，普及量较少，导致其修复费用特别高。现有的在线补焊修复普遍采用人工研磨处理，此处理方式的前提是修复部位有未磨损基准面，以未磨损部位为基准，利用事先加工好的模块进行人工研磨。采用人工修磨工艺难度较大并且修复时间较长，同时修复后的接触面很难得到保证。（如下图）。

  3、线下补焊

  金属补焊工艺方法较多，广泛应用于各种设备的金属再造修复中，根据设备问题选择不同的焊接工艺后，再进行相应的车、铣、刨、磨。该修复方法强度高，机械性能好，但对母材的损伤较大，以及焊接过程中产生的有害气体不仅对环境造成污染，而且对工人的健康影响较大（如下图）。更重要的是设备因拆卸、运输等产生的费用直接影响着企业的连续生产和运行成本。

  五、索雷工业碳纳米聚合物材料修复辊压机锥度轴承位磨损技术优势

  该技术应用的创新首先是在充分分析辊压机低转速、重载的运行特性和构造后，以现场、同轴度、抗压强度、快速、接触面、修复成本、修复效果等为技术要点和关键点实现的。简单总结推广亮点有以下几个方面：

  避免设备大幅度拆卸，减少停机时间和因此产生的费用；

  快速解决问题，或减少因突发事故造成的停机或停产损失；

  减少劳动力的投入和工人的劳动强度，同时减少施工现场的不安全隐患；

  最大限度的保证了设备修复后的同轴度，同时保证了修复后的接触面达到98%以上（理论值100%）；

  避免了因大面积焊接对材质产生的影响，从而延长了设备的周期寿命；

  费用更低；

  操作简单，企业工人易于掌握。

  六、修复工艺及说明

  1.精制“定位尺”

  根据设备图纸尺寸或实际测量前后轴肩部位的精确尺寸，制作“定位尺”（如下图）。

  说明：定位尺的主要作用是确定定位点的标准尺寸。

  2.空试轴承，确保定位点的高度合适，并严格测量安装预紧量和同心度，以便于后期调整；

  说明：定位点研磨好之后，将轴承安装到轴上，在无外力紧固的情况下，使轴承内圈自然与定位点贴合到一起，并测量轴承内圈端面与轴小径端面之间的距离，确保预紧量在合适范围之内。根据轴锥度的不同，预紧量的数值也不相同。

  3.空试完成后，拆除轴承，然后进行轴承位表面处理

  首先用乙炔枪将附着于轴表面的油脂进行烧烤，使其渗出金属表面并碳化。而后用机械方法或喷砂工艺进行表面处理至露出金属原色并粗化。

  说明：主要作用是提高碳纳米聚合物修复材料与基体的粘结强度。（如下图）。

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  4.轴承内圈刷涂脱模剂

  用无水乙醇将轴承内圈擦洗干净，并刷涂SD7000脱模剂。

  说明：防止修复材料粘于轴承内圈表面，便于轴承的拆卸。

  5.调和并涂抹材料索雷

  按规定的比例调和SD7101H材料，并用刮板涂抹于轴表面，反复刮压，确保材料与轴表面充分接触，涂抹尽可能均匀，且涂抹厚度高于定位点高度；

  说明：涂抹厚度高于定位点，确保下一步安装轴承时多余材料被挤出的同时，材料填充密实。操作要迅速，保证3-5分钟内完成涂抹工作。

  6.安装紧固并测量预紧量

  材料涂抹完毕后即刻安装轴承，利用轴承与轴的配合关系原理填充修复所需的尺寸。

  说明：由于前期焊接的定位点起到了控制同心的作用，涂抹后的材料仅是起到了填充作用，由于是利用轴承与轴的配合关系修复，所以修复后的接触面从理论上讲可以实现100%（如下图）。轴承的安装位置与空试时的安装位置一致，预紧量不得小于空试时的预紧量数值。

  7.材料固化

  常温下（24℃以上）6小时材料可以达到一定的机械强度，24小时可以达到完全固化，但温度每提高11℃固化时间缩短一半，可以适当的采取升温措施，来缩短材料的固化时间。

  8.材料完全固化后或者具有一定的金属强度后，拆卸轴承，去除多余材料；

  说明：再次拆卸修整的目的主要是去除后轴肩部位挤出来的多余材料，保证轴承后期再次紧固时不受影响。

  9.再次涂抹材料

  将修复材料表面粗糙化，清理修复表面的多余材料和毛刺。再次调和SD7101H材料，并涂抹于修复部位，同时轴承内圈提前刷一层SD7000脱模剂（如下图）。

  10.安装

  按要求进行快速安装轴承，紧固的压盘，紧固的同时测量轴承游隙，直至轴承游隙达到运行要求后，停止紧固。（如下图）

  11.固化

  环境温度24℃时，材料完全固化不少于24小时，但温度每提高11℃固化时间缩短一半，可以通过现场加热提温的方式缩短固化时间。

  12.后期预紧

  设备空载3-5小时紧固一次螺栓，载料8小时紧固一次，载料24小时紧固一次，载料72小时紧固一次，后期可以以30日为一个周期检查紧固压盘螺栓。