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采用高分子材料修复立磨摇臂轴承座

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马金强,等

(尧柏特种水泥集团有限公司)

  我公司一条2500t/d熟料生产线,配备一台BRM38.4生料立磨,在使用过程中4个磨辊轴承座因磨机振动引起轴承室磨损间隙增大,导致轴承频繁损坏,既严重影响正常生产,又增加维修费用和工人劳动强度,经多方咨询论证,最终选用高分子复合材料修复,效果良好。

  1 存在问题

  立磨摇臂轴承磨损,导致轴承频繁损坏,严重影响正常生产,立磨摇臂是一种传递力的杠杆机构,与磨辊及液压缸相连,由上摇臂、下摇臂、轴承、止推机构和上下摇臂连接销组成(见图1)。


图1 立磨摇臂结构

  利用大检修机会对立磨4个磨辊摇臂轴承进行展开维修,打开检查发现1#、2#、3#磨辊摇臂非止推侧轴承室和4#止推侧轴承室磨损。其中1#、3#磨辊摇臂轴承室单边磨损量约2mm,1#、3#磨辊摇臂轴承室磨损约2.5mm,4#止推侧轴承室磨损约1.5mm。该立磨摇臂轴承室使用的轴承型号为24156/W33,配合方式为轴承与轴承套、轴为过盈配合,轴承套与轴承室通过定位销来实现固定,以防止相对转动(见图2)。


图2 立磨摇臂轴承室装配示意

  2 原因分析

  立磨摇臂在工作过程中由于料层不稳致使磨机频繁振动,导致磨辊轴承室在工作中长期承受较大的冲击力,造成应力集中使金属疲劳磨损出现间隙松动,轴承与轴承室发生相对位移,长时间运行使轴承室与轴承外圈之间加剧磨损间隙逐步增大,最终使轴承产生径向冲击碰撞,加之部分粉尘及等杂物进入轴承滚道导致轴承损坏。

  3 修复工艺

  1)传统工艺采用补焊后镗孔或采用电镀工艺进行处理,但是无论采用何种工艺,其最大缺点就是必须将设备大量拆除运输,难度大,可操作性差,维修费用高。另外,电镀工艺局限性也比较大,且修复之后依然无法达到轴承与轴承室良好配合。

  2)通过多方论证,选用高分子复合材料修复为最佳方案,原因如下:

  (1)目前使用的立磨,磨辊轴承座与磨机框架为一体式,不便拆卸,用传统工艺无法修复。

  (2)通过调研认为,可选用福世蓝高分子复合材料2211F进行修复,该材料可根据不同磨损情况采用不同修复形式,灵活便捷,并有成功的修复案例。

  (3)该材料修复完成后可达到肖氏D级硬度(ASTMD-2240)89,抗弯曲强度(ASTMD-790)80MPa,最大抗拉力(ASTMD-638)41.5MPa,拉伸度(ASTMD-638)0.54%,最大抗压强度(ASTMD-695)120MPa,完全满足要求。

  (4)可利用刀口尺沿基准面将高分子复合材料刮涂至磨损部位,更好地满足了修复精度和安装要求(见图3)。


图3 高分子材料修复

  (5)高分子复合材料具有金属不具备的退让性,可以有效地缓解因设备振动等造成的冲击力,避免间隙出现,使修复部位与轴承始终保持良好的配合状态,延长设备使用周期,且修复周期短。

  4 修复方法

  1)首先打开轴承座,拆除轴承座上盖后,采用喷枪处理磨损表面上的油脂等杂物,然后使用磨光机配合磨光片打磨磨损区域,再用无水乙醇(99.7%)对修复位置进行彻底清理、清洗,确保表面干净、结实。

  2)按比例调和高分子复合材料(混合比例2∶1),符合要求后,对磨损部位涂抹均匀,使用刀口尺沿基准面刮涂材料,清理多余材料,并用刀口尺检查材料厚度。

  3)材料温度为24℃时施工时间为25min,固化时间为1h(温度每提高11℃,固化时间减半);最短在75min时,可以机加工,12h时完全达到机械性能。

  4)材料固化完成后再次使用刀口尺测量材料厚度,确保修复尺寸,用砂纸打磨表面。

  5)空试轴承套,通过压铅丝或着色等方式,查看轴承室结合面间隙确定轴承套是否有变形情况,若存在间隙或变形,再次将高分子材料涂抹一层至修复表面,直至达到尺寸要求后,装配轴承、轴承套及上半部分轴承室。

  5 修复后运行效果

  修复后开机运行效果良好,目前运行6个月轴承座无明显的松动现象,解决了长期困扰生产的难题,降低了维修成本,且能确保设备安全高效运行,保证了回转窑连续运行,按每年平均更换3次,每次更换4组轴承,每组轴承2万元计算,可节约费用24万余元,且确保了设备安全可靠运行,降低了工人的劳动强度。

(来源:水泥杂志)