高分子復合材料在門座式起重機零部件磨損修復中的運用研究

葛曉鵬

（山東港口集團煙臺港股份有限公司礦石碼頭分公司，山東 煙臺 264000）

在設備長時間運行過后，其相關零部件往往會出現一定程度的磨損問題，而想要使磨損零部件能夠快速恢復其原本所具有的使用性能，并能有效降低設備的維修成本，使設備零部件的循環利用率得到提高，需要合理應用高分子復合材料。具體來說，相關工作人員需要結合港口起重機零部件的具體材質和使用環境要求以及載荷要求等，并根據零部件的磨損程度，合理將高分子復合材料在門座式起重機的電機、滑輪、減速箱以及制動輪當中進行應用，可以有效修復磨損問題。對此，相關工作人員需要制定出完善的修復流程和工藝步驟，從而對港口設備進行快速修復，實現設備的再制造目標[1]。

1 高分子復合材料修復技術

高分子復合材料具體來說，主要將高分子聚合物、金屬以及陶瓷超細粉末等作為具體基料，并通過固化劑和固化促進劑的作用，經過復合形成全新材料。高分子材料在具體固化過程當中，往往會產生十分強大的結合力，而模具和修復部位具有一定的對應關系，因此可以有效保證修復部位和配合部位之間的尺寸相符合。具體來說，當設備出現磨損問題后，可以將此高分子材料在其磨損表面進行涂覆，這樣一來，材料可以快速發生固化，并形成相應的表面涂層，具有較大的接觸面積，而且不會輕易發生應力變形等相關問題，可以使磨損零部件快速恢復原有性能。對比傳統修復工藝，高分子材料的粘力十分強大，抗壓強度也很高，同時還具有著耐磨損性和耐腐蝕性等相關性能，不需要受到補焊熱應力的影響，而且零部件的修復厚度不受到相應的限制。對于不同的部件來說，其運行狀態也會有所不同，同時零部件的磨損情況也會存在一定的差異。通過合理應用相關的修復技術，不僅可以使設備的原有性能更加快速和簡單的恢復，而且還能夠節省維修成本，緩解相關工作人員的勞動強度，提升修復效率[2]。

2 高分子復合材料的基本特性分析

一般情況下，高分子復合材料可以分為基本材料和增強材料，結合相關機體材料的性質進行劃分，復合材料在具體使用過程中可以分為以下幾種類型，分別是有機基復合材料、金屬基復合材料以及無機非金屬基復合材料。機體材料對該分子復合材料的基本性能會產生一定的影響，而根據其材料結構和工藝等方面存在的差異可以將其具體劃分為熱固性復合材料和熱塑性復合材料。

2.1 性能的可設計性

熱固性復合材料沒有特定物質成分，因此其性能也并不固定。在對材料進行應用時，可以結合材料的基本性能和實際形狀，對增強材料和基本材料進行選擇。這也就是說，復合材料的總體性能可以得到設計，具有可設計性。在對復合材料進行應用時，需要結合材料的具體應用環境進行分析，加大對設計環節的重視程度，確保材料性能能夠滿足環境的相關條件要求。

2.2 結構形狀無限制

和傳統材料相比，熱固性復合材料在鋼材和木材等方面存在著明顯的差異。熱固性復合材料具有著十分明顯的優勢，其可以通過樹脂改性技術，對相關工程材料進行高性能設計，從而設計出具有良好耐高溫和防火性能的材料。

3 技術修復流程

門座式起重機也被稱之為門機，是在港口位置進行裝卸和生產的一項重要設備，其具有起升、行走、旋轉以及變幅等機構。在該裝置當中，軸和軸承在具體操作時，由于會受到較大的扭矩力和擠壓應力，因此一旦軸和軸承之間出現配合間隙，會導致軸頸和軸承內圈或者軸承室磨損現象加重，設備在具體運行時將會發出很大的噪聲，同時還會產生較大的振動，這使設備的工作性能有所下降，嚴重情況下，可能會導致軸承和軸出現損壞問題，最終造成停車。當出現此類問題后，往往需要花費大量的時間來對設備進行修復。而且在具體維修過程中，如果采用傳統焊補修復的加工方式，容易導致相關材質出現損傷問題，甚至造成部件的變性或者斷裂等問題，所以具有一定的局限性，而在采取電鍍和噴涂等相關技術時，對零部件的修復尺寸有著嚴格要求，而且加工工藝十分復雜，維修時間相對較長，維修成本也比較高。對此，相關工作人員可以采用高分子復合材料修復技術，其不僅能夠有效修復相關磨損問題，保證設備各零部件的正常工作，而且還能夠節省維修時間，實現零部件的循環使用，極大的提升了企業經濟效益。相關工作人員在應用高分子復合材料時，首先應該制定出完善的修復技術路線，具體來說，在經過現場拆解和故障檢查后，可以根據門機部件的具體材質和使用要求以及載荷強度等，對其故障原因進行分析，從而合理地挑選高分子復合材料，規范相關的涂覆工藝，并確保工藝的可行性。在對高分子材料進行選擇時，相關工作人員需要對港口設備的運行環境和磨損情況進行充分了解，同時還需要對設備零部件的耐磨性能和耐腐性能等進行兼顧和考慮，從而合理地找到最佳修復材料，并確定相關修復工藝，評價部件的修復質量。門機零部件磨損問題在應用高分子復合材料進行修復工作時，其主要流程包括拆解、清洗，然后對零部件進行評估監測，之后讓零部件恢復干燥狀態，并涂覆高分子復合材料，當其固化后則可以進行精度加工，最后開展質量檢測[3]。

4 應用情況

4.1 設備快速維修

由于港口的生產工作十分繁忙，門座式起重機容易出現軸以及軸承位和軸承室磨損故障問題。為了有效保證港口生產工作的順利開展，需要對出現磨損故障問題的原因進行排查，并及時進行修復。而如果使用高分子修復材料，則可以在生產現場快速完成修復工作，使零部件能夠恢復運行狀態。例如，門座式起重機的起升支持機減速箱在具體運行時出現了異常響動。在將相關設備拆解后發現，門機的高速軸承室出現了磨損問題，表現為單邊磨損，磨損量約為0.2mm～0.4mm。在確定故障問題后，相關工作人員經過協商，最終采用高分子復合材料WD111鐵質修補劑，其具體過程如下。首先，需要對零部件的表面進行處理，將軸承室表面的相關油污等雜質，使用火焰來進行烘烤，這樣一來可以有效清除雜質。然后，需要對表面進行打磨。直到表面能夠露出基材的本色，同時還應盡量粗化，從而使粘接面積增大[4]。其次，需要進行清洗和干燥。相關工作人員可以使用酒精來對其表面進行清洗和打磨，從而將一些殘存的油污去除，確保零部件表面沒有油污和水等，之后使用火焰來進行干燥處理。然后，相關工作人員可以使用混合修補劑，其主要由A、B兩個組分所構成，需要按照規定的配合比進行調制。將A、B兩組分在干凈的平板上放好，之后將其充分進行攪拌，一直到顏色混勻成一致。混合修補劑調制好后，需要進行涂覆，先使用刮板將已經混合好的材料在零部件待修表面進行涂抹，先涂少許修補劑，之后使用刮板對其進行反復的按壓，確保材料和基件能夠充分浸潤，之后再將剩余的修補劑進行涂覆，同時還要留出余量，方便進行加工。在涂覆結束后，需要按照規定時間和規定的室溫進行固化處理，如果維修時室溫相對較低，則可以使用熱風槍來進行保溫加熱，時間一般約為3個小時，這樣可以使涂層的性能得到有效提高。最后，需要在材料固化后，將其進行加工，使其和原配合尺寸相符合。

對此方案進行使用，往往只需要8個小時便能完成相關的維修任務。如果采用傳統工藝修復手段，需要將減速箱整機在門機機房內進行拆除，之后還需要外出送去加工和修復，而且修復結束最快也得3-5天，因此采用傳統工藝所花費的時間較長[5]。

4.2 舊件修復

為了確保相關廢舊零部件能夠有效發揮出自身價值，實現綠色維修，相關工作人員可以將庫存當中的一些廢舊軸使用高分子復合材料來進行修復。對于舊件的修復，其主要以相關零部件再制造的評價和設計、零部件失效機理分析以及剩余壽命評估作為主要核心內容，可以有效對零部件的使用和管理進行完善和優化。在具體的設備維修工作當中，可以將更換下來的部分舊件，經過具體的拆解后進行相應檢測，從而對相關零部件的磨損程度、內部缺陷問題以及表面質量和機械性能等內容進行了解和掌握。對于那些經過檢測確認合格的舊件進行保留，需要確保其不存在裂紋等相關缺陷，之后則可以制定修復方案。具體來說，相關工作人員主要采用高分子修復材料，需要對其種類等進行選擇，并合理地開展相關修復工藝操作，對舊件進行涂覆，當其固化后再通過機械加工等方式，使相關零部件能夠加工到具體的設計尺寸。對于加工結束后的零部件，需要將其依次經過硬度、裂紋、應力檢查等相關質量檢測項目，確保該零部件的各項性能都能夠滿足使用要求，之后則可以具體將其在設備中進行應用[6]。

5 結語

綜上所述，通過對高分子復合材料修復技術進行應用，能夠快速修復相關港口設備，確保港口生產環節的有效開展。與此同時，通過該技術的有效應用，還能夠賦予相關廢舊零部件全新生命，有效形成了一個設備從使用到損壞，從再制造到再使用的封閉循環體系，這可以極大地降低設備維修成本，而且還能夠保證相關設備的安全穩定運行。對此，相關企業需要對此項技術應用加大重視，并有效的將其在設備維修工作進行應用，全面提升設備的維修技術水平，同時其與我國目前倡導的節能、環保等相符，能夠進一步促進企業自身的持續發展。