修復材料在堆取料機斗輪軸上的應用

薛永杰，吳 文

(青島港灣職業技術學院，山東 青島 266404)

斗輪堆取料機廣泛使用于散貨港口、礦山及火力電廠，在港口的使用數量也急劇增多，取料能力由300t/h增加到6000t/h。港口所使用的斗輪堆取料機正向著大型化發展。

以下以青島港集團公司前港分公司礦石系統堆取料機斗輪軸故障為例，對平衡布置的斗輪機構(見圖1)長軸軸承部位磨損的修理恢復過程進行介紹。

一、問題背景

2007年11月12日，12#堆取料機在作業過程中，運行人員聽見異常聲響，經停機檢查發現：斗輪機構斗輪內側支撐軸承座磨損嚴重，經開蓋檢查，軸承破碎，長軸的軸頸粘著磨損較嚴重。

二、問題處理方案

為了縮短修理工期及保障修理質量，通過與福世藍(1STLINE)公司產品的代理商溝通，決定采用1STLINE2211高分子復合金屬修復材料，并配以1STLINE803脫膜劑進行軸的修復。

該材料的主要特點：

(1)附著性能。可以附著于銅、鋁、鐵、不銹鋼、PVC、混凝土等幾乎所有堅硬的表面。

(2)機械性能。附著力22.50N/mm2，抗壓強度103N/mm2。

(3)固化時間。材料溫度在24℃情況下12h達到機械性能，溫度每提高11℃固化時間縮短一半。

(4)抗腐性能。抗低度、中度的酸和各種介質。

(5)抗溫性能。干燥250℃，浸泡150℃。

(6)老化性能。沒有揮發，100%固體；極好的抗老化性能。

對于斗輪機構軸承處，主要考慮高分子復合金屬修復材料的抗壓性。長軸軸承處軸徑300mm，軸承寬160mm，由于主要是軸承內套底端面受力，受力投影面積A=300mm×160mm2，由于福世藍2211高分子復合金屬修復材料的抗壓強度為103N/mm2，因此，理論上講，在該處的抗壓力應為FTH=300×160×103=4944000N。

對于軸承對軸的表面壓力也進行了分析和驗算。

斗輪側軸承對軸的表面壓力主要有三個方面的影響因素。一是輪斗的掘取力，二是斗輪自重，另一個是沖擊影響。

輪斗掘取力計算。由于斗輪半徑R=2.7m，額度轉速n=6.9r/min，電機功率P=110kW。不計功率損失，反推之，最大理論掘取力FQ=9550P/nR=56387N。

斗輪機構(含輪斗另一側的平衡減速箱和電機重量)自重約G=50000N。因是長軸為兩點支撐，所以對于自重應由兩軸承大體均分，則任一側軸承的受力約為FG=G/2=25000N。

對于輪斗側，由于輪斗掘取貨物，因此，應在自重的基礎上加上掘取力（實際挖掘力小于理論值），輪斗側軸承總受力約FD=FQ+FG=81387N。實際運行過程中，由于輪斗的額度轉速僅6.9r/min，因此沖擊力很小，可忽略不計。

對比輪斗側軸承處理論抗壓力和總受力可以看出，福世藍2211高分子復合金屬修復材料的抗壓力FTH遠大于FD，所以材料的抗壓能力從理論上講是足夠的。

三、維修過程

為確保維修安全及維修時間，對斗輪軸的修復工作做出了詳細的維修工藝。首先對斗輪體進行拆除，后對斗輪軸承粘著磨損部位進行清理，徑向除去約1～2mm，并處理掉軸承部位表面的油污。

按照軸承配合精度的要求，制作剖分模具一副，模具寬度尺寸略寬于軸承寬度，以便定出涂層與軸的同心度。按說明書的要求resin(復合材料)和hardener(固化劑)按2：1比例均勻調和(產品已經按比例包裝)，并均勻涂抹于軸承所在軸頸。同時，剖分模具內表面均勻涂抹803脫模劑。迅速將模具加持于修復處，上述操作在25min內操作完畢。為保證修復強度，進行了12h的加溫保溫。拆除模具后，對邊邊角角進行修整。對軸承進行溫度控制在200℃以內恒溫加熱，均勻受熱約1h后，順利進行了安裝修復。

四、使用效果

自2007年11月份修復至今，12#堆取料機斗輪機構運轉正常。斗輪機構從故障發生到修復僅用了3.5天，比常規的維修時間大為縮短，為生產贏得寶貴的時間。

[1]馬喬林.港口機械修理[M].人民交通出版社，2004.

[2]邵明亮,于國飛,耿華等.斗輪堆取料機[M].化學工業出版社，2007.