申克秤空氣軸承磨損修復

劉成寶

（沂州集團沂州工業園 山東臨沂）

一、問題

沂州集團沂州工業園水泥公司為2500 t/d的干法回轉窯生產線，2005年投產使用，回轉窯窯頭、窯尾煤粉計量采用的德國申克秤，規格型號K40。2012年4月，窯頭申克秤的計量秤經常出現波動引起跳停，因秤內部有波動大自鎖保護裝置，多次引起跳停，給定為7 t，但下料計量反饋會在3～12 t波動。聯系廠家服務人員，經廠家工程師對現場軟件程序檢測，控制儀器及系統反饋正常，懷疑是設備本身零部件磨損。

解體檢查發現，申克秤的核心部件空氣軸承主軸外鍍陶瓷磨損，間隙已達0.4 mm，且有多道劃痕，減速機箱體內幾套軸承間隙也過大。

根據空氣軸承技術要求，空氣軸承配合間隙應為0.04～0.06 mm才可以形成空氣軸承，軸與軸套之間互不接觸。如果磨損超出這個范圍，尤其是現在間隙磨損到0.4 mm，形不成空氣軸承了，會造成軸與軸套之間間隙偏移，軸與軸套產生摩擦，導致計量輪受力不均勻，運行不平衡，造成給料反饋波動，這就是造成計量秤波動和保護跳停的原因。

聯系申克秤服務處得知，如維修需整機拆下送回德國總部，至少也要一個多月。如購買主軸和軸套配件修復，該型號已停產，無相關配件。如更換為K50型號的計量秤，報價67萬元，供貨期至少一個月。

經過分析，減速箱軸承間隙過大是小問題，按原型號和廠家（FAG）購買來更換就是了，關鍵是空氣軸承外鍍陶瓷主軸的磨損超差，既然空氣軸承主軸與軸套間隙過大，就要恢復主軸與軸套間隙，使其在技術要求范圍內。該空氣軸承是在鋼主軸外鍍厚度1 mm的陶瓷，與空氣主軸配合的軸套為上下兩部分，中間為壓縮空氣通道，要求間隙嚴格控制在0.04～0.06 mm（圖1），軸與軸套共同構成了空氣軸承。

二、修復方案

（1）將主軸套孔采用內孔磨床磨修復圓。按修磨圓后孔的尺寸將陶瓷主軸烤瓷后外圓磨削修復至配合尺寸。

（2）空氣陶瓷主軸用外圓磨床磨修圓，根據主軸磨修尺寸，將主軸套孔車大至配合間隙4 mm后精磨修，再加內孔套（熱裝）后磨修至配合尺寸。

圖1 空氣軸承結構

（3）將空氣陶瓷主軸用外圓磨將陶瓷全部磨去修圓，根據修磨后的尺寸，將軸套孔加工磨修圓至主軸尺寸+（2～3）mm。再將主軸原軸承部位加上聚四氟乙稀軸套，根據孔修磨尺寸，將主軸加工修磨至配合尺寸保證軸與孔間隙在0.04～0.06 mm要求范圍內。

比較以上方案，第一種最理想，但烤瓷修復工藝操作，限于單位情況無法實施。第二種方案加工軸孔，因為軸套為上下兩部分。軸套修復工藝復雜，難度大，精度難掌握，但主軸可以保留原陶瓷材料。第三種方案，加工工藝可靠，但去陶瓷后采用聚四氟乙稀材料沒把握。此后經過考察咨詢，現在的各類型申克秤的主軸采用聚四氟乙稀材料的也不在少數，許多精密機床上的空氣主軸也采用的聚四氟乙烯軸套工藝，因此選用第三種修復方案具有優勢。

修復過程中注意到一個細節，軸套磨修后需拆開清理風道，而上下兩部分軸套原為螺釘固定，固定尺寸不準確，裝配后會出現不同軸情況。要達到同心，需加工配合尺寸和精度很高的定位芯軸才能保證裝配精度，為避免此情況發生，在拆卸前采取在上下軸套上先鉆兩個3 mm的定位孔并配車定位銷的方法，保證了裝配定位精度。

技術人員懷疑聚四氟乙烯的硬度和耐磨性達不到陶瓷的性能，分析后認為，因空氣軸承的軸套一周是間隙均勻的壓縮空氣氣墊，運轉時理論上認為軸與軸套之間基本不接觸，在保證主軸在軸套間的同軸度運轉及周圍壓縮空氣等壓的情況下，理論上空氣軸承是不會產生軸與軸套的接觸磨損的，與軸的硬度高低關系不大，采用聚四氟材料可行。

在維修過程中，嚴格按照制定的修復工藝及步驟去實施，從解體、修復、裝配、調整，共計用了3天時間，修復后使用至今運行正常。期間在2012年12月和2013年7月停窯檢修期間進行了解體檢查，聚四氟乙烯套幾乎無磨損，符合修復前的推斷，修復相當成功。