屈軍耀(陜西長(zhǎng)青能源化工有限公司， 陜西 寶雞 721405)

棒磨機(jī)主軸瓦的修復(fù)

屈軍耀(陜西長(zhǎng)青能源化工有限公司， 陜西 寶雞 721405)

大型機(jī)械運(yùn)行中，由于震動(dòng)、潤(rùn)滑不良等原因，常會(huì)使滑動(dòng)軸承的軸瓦出現(xiàn)不同程度的磨損，甚至大面積的巴氏合金層剝落，造成機(jī)械的被迫停車。為了盡快恢復(fù)機(jī)械的正常運(yùn)行，可以采用氧-乙炔氣焊對(duì)合金層損傷部位進(jìn)行補(bǔ)焊，然后進(jìn)行手工刮研。修復(fù)后的機(jī)械運(yùn)行結(jié)果表明：對(duì)于那些較大面積損傷的軸承襯進(jìn)行補(bǔ)焊、修復(fù)是可行的。

軸瓦；巴氏合金；補(bǔ)焊；修復(fù)

0 引言

某煤制甲醇項(xiàng)目采用了德士古水煤漿氣化工藝，制作水煤漿的是兩臺(tái)MBS4360棒磨機(jī)。一臺(tái)棒磨機(jī)的出料端主軸瓦在運(yùn)行中發(fā)生故障損壞，約1/2的軸瓦表面磨損嚴(yán)重，有大片的巴氏合金剝落。因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒有備用軸瓦，所以采用氧-乙炔氣焊對(duì)損壞的巴氏合金軸承襯進(jìn)行補(bǔ)焊，再行刮研修復(fù)，保證了該棒磨機(jī)的繼續(xù)使用。

1 設(shè)備相關(guān)信息

棒磨機(jī)MBS4360，筒體直徑￠4.3m，長(zhǎng)6m，轉(zhuǎn)速：13.94rpm，正常生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)回轉(zhuǎn)筒體重量約220t(包括筒體、鋼棒和煤、水的重量)。

主軸承采用靜動(dòng)壓滑動(dòng)軸承，軸瓦為弧度120°扇形短瓦，直徑Φ1800mm，寬600mm，軸承襯材料為鉛基巴氏合金(ZPbSb16Sn16Cu2)。

主軸承采用的是強(qiáng)制潤(rùn)滑。潤(rùn)滑系統(tǒng)有高壓和低壓之分，主軸的靜壓頂升由高壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，開、停機(jī)時(shí)都需要開啟高壓潤(rùn)滑系統(tǒng)，低壓潤(rùn)滑系統(tǒng)則保證主機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。潤(rùn)滑劑為L(zhǎng)-CKC220。

2 主軸瓦損壞情況

主軸瓦主要損傷了兩部分，一是一側(cè)邊緣寬約65mm的全長(zhǎng)；另一部分是中間部位的一道寬約240mm的全長(zhǎng)。邊緣部分主要是磨損，而中間部位大面積的巴氏合金面剝落，厚度不足1mm，如圖1。軸瓦損傷面積已過半，而且損傷程度也較嚴(yán)重，特別是有一側(cè)邊緣徹底磨損，后面軸瓦的修復(fù)基準(zhǔn)將不好把握，預(yù)示著本次軸瓦修復(fù)的難度是很大的。

圖1 軸瓦損傷狀況

3 軸瓦的修復(fù)

3.1 軸瓦修復(fù)要求

棒磨機(jī)回轉(zhuǎn)筒體重量非常大，而且轉(zhuǎn)速又低，補(bǔ)焊后的軸瓦不但不能存在氣孔、夾雜、未熔合等缺陷，還要保證補(bǔ)焊層與原瓦部分熔和良好，以承受轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力。修復(fù)后的軸瓦表面基本恢復(fù)原始尺寸，并且與主軸配合適當(dāng)，從而保證軸瓦能有良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，棒磨機(jī)才能長(zhǎng)周期平穩(wěn)的運(yùn)行。

3.2 補(bǔ)焊準(zhǔn)備

(1)軸瓦除油并檢查

首先使用丙酮或其它除油劑對(duì)軸瓦整個(gè)表面，特別是損傷部位認(rèn)真擦洗去油，再用刮刀刮掉損傷部位的表皮大約0.2-0.5mm，露出嶄新光滑的巴氏合金。邊緣部位適當(dāng)擴(kuò)大刮削范圍，以保證補(bǔ)焊的質(zhì)量。

用小手錘輕輕敲擊損傷部位，檢查巴氏合金層和瓦背是否熔和緊實(shí)，不能存在脫殼現(xiàn)象。

(2)制備焊絲

借助角鋼，利用氧-乙炔火焰作為熱源，將與軸瓦相同材質(zhì)的塊狀巴氏合金熔制成高3-5mm，長(zhǎng)400-500mm的條狀焊絲，如圖2。再用刮刀除去焊絲棱角和表面的氧化膜、渣孔等。

圖2 焊絲的制備

3.3 軸瓦的補(bǔ)焊

(1)補(bǔ)焊過程

巴氏合金是一種熔點(diǎn)很低(240℃)的軟金屬，而軸瓦損傷的主要是表面，厚度約1mm，所以補(bǔ)焊前不需要預(yù)熱，直接施焊即可。

為了防止焊接時(shí)熔池內(nèi)的熔液流走，必須采用平焊，即將待焊部位沿著軸瓦的軸向調(diào)整成水平狀，用角磨機(jī)打磨補(bǔ)焊部位至基本光滑，清理干凈。

使用H01-6型焊炬，1號(hào)焊咀，中性焰進(jìn)行焊接。焊時(shí)采用左焊法，焊炬焊絲可作鋸齒狀擺動(dòng)，填絲時(shí)焊絲不能離開熔池。一道一道地平行施焊，并注意隨時(shí)調(diào)整軸瓦方位。焊后自然冷卻，直至全部補(bǔ)焊完成。

需要補(bǔ)焊第二層的部位，要先對(duì)第一層表面用角磨機(jī)等打磨至顯出金屬本色后方可再行施焊。

對(duì)補(bǔ)焊部位進(jìn)行敲擊檢查，如果發(fā)出空音，說明巴氏合金層與軸承體產(chǎn)生了脫殼現(xiàn)象。這時(shí)就需要局部熔掉合金露出底層，清理干凈后進(jìn)行鍍錫打底，鍍錫層盡量薄，助焊劑可用氯化鋅飽和溶液，然后以點(diǎn)焊手法補(bǔ)焊起來即可。

(2)操作要求

①氧氣壓力0.2-0.3MPa，乙炔壓力低于0.05MPa。焊炬與瓦的夾角約為30 。

②焊接時(shí)火焰保持平穩(wěn)，溫度在400-450℃之間。焊接速度較快，盡量保持勻速前進(jìn)，焊道要排列整齊。

③保證最后的焊道表面高于原瓦表面1-2mm，焊道與原始表面交界處沒有咬邊、未熔合，表面檢查沒有氣孔、夾渣等缺陷為合格。

3.4 軸瓦表面修復(fù)

使用角磨機(jī)對(duì)補(bǔ)焊的軸瓦表面進(jìn)行初步打磨，除去氧化膜，打磨光滑并使其待修表面稍高于軸瓦原表面(留刮削余量約0.3mm)。

先修出瓦口和高壓油口，然后對(duì)待修表面逐段使用刮刀進(jìn)行刮削，隨時(shí)使用直尺和軸瓦弧度樣板校準(zhǔn)表面直線度和弧度，邊校準(zhǔn)邊刮削，直至與軸瓦原表面基本符合。對(duì)刮削刀痕用水磨砂紙進(jìn)行打磨處理。

然后對(duì)研。在軸瓦表面均勻涂抹紅丹，然后將軸瓦放在主軸上小幅轉(zhuǎn)動(dòng)，使軸瓦和軸反復(fù)、充分地磨擦。然后取下軸瓦，觀察表面研磨情況，對(duì)出現(xiàn)的亮點(diǎn)(即為高點(diǎn))用精刮刀繼續(xù)刮削。反復(fù)上述對(duì)研-刮削工序，直至亮點(diǎn)少且小，基本每平方英寸1點(diǎn)，而且均勻分布方為合格。

最后用金相砂紙將軸瓦合金面整體拋光，用干凈棉紗擦拭干凈，軸瓦修復(fù)工作即告完成。

4 效果驗(yàn)收

修復(fù)好的軸瓦回裝前還需要對(duì)軸瓦上的潤(rùn)滑油通道做靜壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力高于35MPa，保壓時(shí)間20-30min，要確保油路暢通、接口密封可靠。

再將軸瓦裝入軸承座，恢復(fù)潤(rùn)滑油、冷卻水等配管。待棒磨機(jī)安裝完成后，在靜態(tài)下啟動(dòng)主軸承的高壓潤(rùn)滑系統(tǒng)，檢測(cè)主軸的高壓浮升量為0.1mm(要求為0.1-0.15mm)，基本滿足要求。

然后進(jìn)行4小時(shí)的空負(fù)荷試車，各項(xiàng)參數(shù)均正常。正式投運(yùn)生產(chǎn)后，該棒磨機(jī)的運(yùn)行狀況良好，表明這次的軸瓦修復(fù)是成功的。

[1]焊接手冊(cè)(第三版)[M].機(jī)械工業(yè)出版社:2007，(1)：727-735+(2)977-982.

[2]王宏軍，竇懷武，寇明東，劉潔，盧向全.汽輪機(jī)巴氏合金軸瓦的焊接修復(fù)工藝實(shí)踐.現(xiàn)代焊接，2009，(2)：47-48.

[3]蔣百添.巴氏合金軸瓦的澆鑄辦法.設(shè)備管理＆維修，1999，(11).