棒磨機主軸瓦的修復

屈軍耀(陜西長青能源化工有限公司， 陜西 寶雞 721405)

棒磨機主軸瓦的修復

屈軍耀(陜西長青能源化工有限公司， 陜西 寶雞 721405)

大型機械運行中，由于震動、潤滑不良等原因，常會使滑動軸承的軸瓦出現不同程度的磨損，甚至大面積的巴氏合金層剝落，造成機械的被迫停車。為了盡快恢復機械的正常運行，可以采用氧-乙炔氣焊對合金層損傷部位進行補焊，然后進行手工刮研。修復后的機械運行結果表明：對于那些較大面積損傷的軸承襯進行補焊、修復是可行的。

軸瓦；巴氏合金；補焊；修復

0 引言

某煤制甲醇項目采用了德士古水煤漿氣化工藝，制作水煤漿的是兩臺MBS4360棒磨機。一臺棒磨機的出料端主軸瓦在運行中發生故障損壞，約1/2的軸瓦表面磨損嚴重，有大片的巴氏合金剝落。因為當時沒有備用軸瓦，所以采用氧-乙炔氣焊對損壞的巴氏合金軸承襯進行補焊，再行刮研修復，保證了該棒磨機的繼續使用。

1 設備相關信息

棒磨機MBS4360，筒體直徑￠4.3m，長6m，轉速：13.94rpm，正常生產狀態時回轉筒體重量約220t(包括筒體、鋼棒和煤、水的重量)。

主軸承采用靜動壓滑動軸承，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)。

主軸承采用的是強制潤滑。潤滑系統有高壓和低壓之分，主軸的靜壓頂升由高壓系統實現，開、停機時都需要開啟高壓潤滑系統，低壓潤滑系統則保證主機的正常運轉。潤滑劑為L-CKC220。

2 主軸瓦損壞情況

主軸瓦主要損傷了兩部分，一是一側邊緣寬約65mm的全長；另一部分是中間部位的一道寬約240mm的全長。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重，特別是有一側邊緣徹底磨損，后面軸瓦的修復基準將不好把握，預示著本次軸瓦修復的難度是很大的。

圖1 軸瓦損傷狀況

3 軸瓦的修復

3.1 軸瓦修復要求

棒磨機回轉筒體重量非常大，而且轉速又低，補焊后的軸瓦不但不能存在氣孔、夾雜、未熔合等缺陷，還要保證補焊層與原瓦部分熔和良好，以承受轉動時產生的剪切應力。修復后的軸瓦表面基本恢復原始尺寸，并且與主軸配合適當，從而保證軸瓦能有良好的潤滑狀態，棒磨機才能長周期平穩的運行。

3.2 補焊準備

(1)軸瓦除油并檢查

首先使用丙酮或其它除油劑對軸瓦整個表面，特別是損傷部位認真擦洗去油，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。邊緣部位適當擴大刮削范圍，以保證補焊的質量。

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，不能存在脫殼現象。

(2)制備焊絲

借助角鋼，利用氧-乙炔火焰作為熱源，將與軸瓦相同材質的塊狀巴氏合金熔制成高3-5mm，長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 軸瓦的補焊

(1)補焊過程

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

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

使用H01-6型焊炬，1號焊咀，中性焰進行焊接。焊時采用左焊法，焊炬焊絲可作鋸齒狀擺動，填絲時焊絲不能離開熔池。一道一道地平行施焊，并注意隨時調整軸瓦方位。焊后自然冷卻，直至全部補焊完成。

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

對補焊部位進行敲擊檢查，如果發出空音，說明巴氏合金層與軸承體產生了脫殼現象。這時就需要局部熔掉合金露出底層，清理干凈后進行鍍錫打底，鍍錫層盡量薄，助焊劑可用氯化鋅飽和溶液，然后以點焊手法補焊起來即可。

(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焊接時火焰保持平穩，溫度在400-450℃之間。焊接速度較快，盡量保持勻速前進，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

使用角磨機對補焊的軸瓦表面進行初步打磨，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，然后對待修表面逐段使用刮刀進行刮削，隨時使用直尺和軸瓦弧度樣板校準表面直線度和弧度，邊校準邊刮削，直至與軸瓦原表面基本符合。對刮削刀痕用水磨砂紙進行打磨處理。

然后對研。在軸瓦表面均勻涂抹紅丹，然后將軸瓦放在主軸上小幅轉動，使軸瓦和軸反復、充分地磨擦。然后取下軸瓦，觀察表面研磨情況，對出現的亮點(即為高點)用精刮刀繼續刮削。反復上述對研-刮削工序，直至亮點少且小，基本每平方英寸1點，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，軸瓦修復工作即告完成。

4 效果驗收

修復好的軸瓦回裝前還需要對軸瓦上的潤滑油通道做靜壓試驗，試驗壓力高于35MPa，保壓時間20-30min，要確保油路暢通、接口密封可靠。

再將軸瓦裝入軸承座，恢復潤滑油、冷卻水等配管。待棒磨機安裝完成后，在靜態下啟動主軸承的高壓潤滑系統，檢測主軸的高壓浮升量為0.1mm(要求為0.1-0.15mm)，基本滿足要求。

然后進行4小時的空負荷試車，各項參數均正常。正式投運生產后，該棒磨機的運行狀況良好，表明這次的軸瓦修復是成功的。

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

[2]王宏軍，竇懷武，寇明東，劉潔，盧向全.汽輪機巴氏合金軸瓦的焊接修復工藝實踐.現代焊接，2009，(2)：47-48.

[3]蔣百添.巴氏合金軸瓦的澆鑄辦法.設備管理＆維修，1999，(11).