高分子復(fù)合材料在門(mén)座式起重機(jī)零部件磨損修復(fù)中的運(yùn)用研究

葛曉鵬

（山東港口集團(tuán)煙臺(tái)港股份有限公司礦石碼頭分公司，山東 煙臺(tái) 264000）

在設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)后，其相關(guān)零部件往往會(huì)出現(xiàn)一定程度的磨損問(wèn)題，而想要使磨損零部件能夠快速恢復(fù)其原本所具有的使用性能，并能有效降低設(shè)備的維修成本，使設(shè)備零部件的循環(huán)利用率得到提高，需要合理應(yīng)用高分子復(fù)合材料。具體來(lái)說(shuō)，相關(guān)工作人員需要結(jié)合港口起重機(jī)零部件的具體材質(zhì)和使用環(huán)境要求以及載荷要求等，并根據(jù)零部件的磨損程度，合理將高分子復(fù)合材料在門(mén)座式起重機(jī)的電機(jī)、滑輪、減速箱以及制動(dòng)輪當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，可以有效修復(fù)磨損問(wèn)題。對(duì)此，相關(guān)工作人員需要制定出完善的修復(fù)流程和工藝步驟，從而對(duì)港口設(shè)備進(jìn)行快速修復(fù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的再制造目標(biāo)[1]。

1 高分子復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)

高分子復(fù)合材料具體來(lái)說(shuō)，主要將高分子聚合物、金屬以及陶瓷超細(xì)粉末等作為具體基料，并通過(guò)固化劑和固化促進(jìn)劑的作用，經(jīng)過(guò)復(fù)合形成全新材料。高分子材料在具體固化過(guò)程當(dāng)中，往往會(huì)產(chǎn)生十分強(qiáng)大的結(jié)合力，而模具和修復(fù)部位具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此可以有效保證修復(fù)部位和配合部位之間的尺寸相符合。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)磨損問(wèn)題后，可以將此高分子材料在其磨損表面進(jìn)行涂覆，這樣一來(lái)，材料可以快速發(fā)生固化，并形成相應(yīng)的表面涂層，具有較大的接觸面積，而且不會(huì)輕易發(fā)生應(yīng)力變形等相關(guān)問(wèn)題，可以使磨損零部件快速恢復(fù)原有性能。對(duì)比傳統(tǒng)修復(fù)工藝，高分子材料的粘力十分強(qiáng)大，抗壓強(qiáng)度也很高，同時(shí)還具有著耐磨損性和耐腐蝕性等相關(guān)性能，不需要受到補(bǔ)焊熱應(yīng)力的影響，而且零部件的修復(fù)厚度不受到相應(yīng)的限制。對(duì)于不同的部件來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)有所不同，同時(shí)零部件的磨損情況也會(huì)存在一定的差異。通過(guò)合理應(yīng)用相關(guān)的修復(fù)技術(shù)，不僅可以使設(shè)備的原有性能更加快速和簡(jiǎn)單的恢復(fù)，而且還能夠節(jié)省維修成本，緩解相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升修復(fù)效率[2]。

2 高分子復(fù)合材料的基本特性分析

一般情況下，高分子復(fù)合材料可以分為基本材料和增強(qiáng)材料，結(jié)合相關(guān)機(jī)體材料的性質(zhì)進(jìn)行劃分，復(fù)合材料在具體使用過(guò)程中可以分為以下幾種類(lèi)型，分別是有機(jī)基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料以及無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料。機(jī)體材料對(duì)該分子復(fù)合材料的基本性能會(huì)產(chǎn)生一定的影響，而根據(jù)其材料結(jié)構(gòu)和工藝等方面存在的差異可以將其具體劃分為熱固性復(fù)合材料和熱塑性復(fù)合材料。

2.1 性能的可設(shè)計(jì)性

熱固性復(fù)合材料沒(méi)有特定物質(zhì)成分，因此其性能也并不固定。在對(duì)材料進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，可以結(jié)合材料的基本性能和實(shí)際形狀，對(duì)增強(qiáng)材料和基本材料進(jìn)行選擇。這也就是說(shuō)，復(fù)合材料的總體性能可以得到設(shè)計(jì)，具有可設(shè)計(jì)性。在對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要結(jié)合材料的具體應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行分析，加大對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重視程度，確保材料性能能夠滿足環(huán)境的相關(guān)條件要求。

2.2 結(jié)構(gòu)形狀無(wú)限制

和傳統(tǒng)材料相比，熱固性復(fù)合材料在鋼材和木材等方面存在著明顯的差異。熱固性復(fù)合材料具有著十分明顯的優(yōu)勢(shì)，其可以通過(guò)樹(shù)脂改性技術(shù)，對(duì)相關(guān)工程材料進(jìn)行高性能設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出具有良好耐高溫和防火性能的材料。

3 技術(shù)修復(fù)流程

門(mén)座式起重機(jī)也被稱(chēng)之為門(mén)機(jī)，是在港口位置進(jìn)行裝卸和生產(chǎn)的一項(xiàng)重要設(shè)備，其具有起升、行走、旋轉(zhuǎn)以及變幅等機(jī)構(gòu)。在該裝置當(dāng)中，軸和軸承在具體操作時(shí)，由于會(huì)受到較大的扭矩力和擠壓應(yīng)力，因此一旦軸和軸承之間出現(xiàn)配合間隙，會(huì)導(dǎo)致軸頸和軸承內(nèi)圈或者軸承室磨損現(xiàn)象加重，設(shè)備在具體運(yùn)行時(shí)將會(huì)發(fā)出很大的噪聲，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，這使設(shè)備的工作性能有所下降，嚴(yán)重情況下，可能會(huì)導(dǎo)致軸承和軸出現(xiàn)損壞問(wèn)題，最終造成停車(chē)。當(dāng)出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題后，往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。而且在具體維修過(guò)程中，如果采用傳統(tǒng)焊補(bǔ)修復(fù)的加工方式，容易導(dǎo)致相關(guān)材質(zhì)出現(xiàn)損傷問(wèn)題，甚至造成部件的變性或者斷裂等問(wèn)題，所以具有一定的局限性，而在采取電鍍和噴涂等相關(guān)技術(shù)時(shí)，對(duì)零部件的修復(fù)尺寸有著嚴(yán)格要求，而且加工工藝十分復(fù)雜，維修時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，維修成本也比較高。對(duì)此，相關(guān)工作人員可以采用高分子復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)，其不僅能夠有效修復(fù)相關(guān)磨損問(wèn)題，保證設(shè)備各零部件的正常工作，而且還能夠節(jié)省維修時(shí)間，實(shí)現(xiàn)零部件的循環(huán)使用，極大的提升了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。相關(guān)工作人員在應(yīng)用高分子復(fù)合材料時(shí)，首先應(yīng)該制定出完善的修復(fù)技術(shù)路線，具體來(lái)說(shuō)，在經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拆解和故障檢查后，可以根據(jù)門(mén)機(jī)部件的具體材質(zhì)和使用要求以及載荷強(qiáng)度等，對(duì)其故障原因進(jìn)行分析，從而合理地挑選高分子復(fù)合材料，規(guī)范相關(guān)的涂覆工藝，并確保工藝的可行性。在對(duì)高分子材料進(jìn)行選擇時(shí)，相關(guān)工作人員需要對(duì)港口設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和磨損情況進(jìn)行充分了解，同時(shí)還需要對(duì)設(shè)備零部件的耐磨性能和耐腐性能等進(jìn)行兼顧和考慮，從而合理地找到最佳修復(fù)材料，并確定相關(guān)修復(fù)工藝，評(píng)價(jià)部件的修復(fù)質(zhì)量。門(mén)機(jī)零部件磨損問(wèn)題在應(yīng)用高分子復(fù)合材料進(jìn)行修復(fù)工作時(shí)，其主要流程包括拆解、清洗，然后對(duì)零部件進(jìn)行評(píng)估監(jiān)測(cè)，之后讓零部件恢復(fù)干燥狀態(tài)，并涂覆高分子復(fù)合材料，當(dāng)其固化后則可以進(jìn)行精度加工，最后開(kāi)展質(zhì)量檢測(cè)[3]。

4 應(yīng)用情況

4.1 設(shè)備快速維修

由于港口的生產(chǎn)工作十分繁忙，門(mén)座式起重機(jī)容易出現(xiàn)軸以及軸承位和軸承室磨損故障問(wèn)題。為了有效保證港口生產(chǎn)工作的順利開(kāi)展，需要對(duì)出現(xiàn)磨損故障問(wèn)題的原因進(jìn)行排查，并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。而如果使用高分子修復(fù)材料，則可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)快速完成修復(fù)工作，使零部件能夠恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。例如，門(mén)座式起重機(jī)的起升支持機(jī)減速箱在具體運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了異常響動(dòng)。在將相關(guān)設(shè)備拆解后發(fā)現(xiàn)，門(mén)機(jī)的高速軸承室出現(xiàn)了磨損問(wèn)題，表現(xiàn)為單邊磨損，磨損量約為0.2mm～0.4mm。在確定故障問(wèn)題后，相關(guān)工作人員經(jīng)過(guò)協(xié)商，最終采用高分子復(fù)合材料WD111鐵質(zhì)修補(bǔ)劑，其具體過(guò)程如下。首先，需要對(duì)零部件的表面進(jìn)行處理，將軸承室表面的相關(guān)油污等雜質(zhì)，使用火焰來(lái)進(jìn)行烘烤，這樣一來(lái)可以有效清除雜質(zhì)。然后，需要對(duì)表面進(jìn)行打磨。直到表面能夠露出基材的本色，同時(shí)還應(yīng)盡量粗化，從而使粘接面積增大[4]。其次，需要進(jìn)行清洗和干燥。相關(guān)工作人員可以使用酒精來(lái)對(duì)其表面進(jìn)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(méi)有油污和水等，之后使用火焰來(lái)進(jìn)行干燥處理。然后，相關(guān)工作人員可以使用混合修補(bǔ)劑，其主要由A、B兩個(gè)組分所構(gòu)成，需要按照規(guī)定的配合比進(jìn)行調(diào)制。將A、B兩組分在干凈的平板上放好，之后將其充分進(jìn)行攪拌，一直到顏色混勻成一致?；旌闲扪a(bǔ)劑調(diào)制好后，需要進(jìn)行涂覆，先使用刮板將已經(jīng)混合好的材料在零部件待修表面進(jìn)行涂抹，先涂少許修補(bǔ)劑，之后使用刮板對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的按壓，確保材料和基件能夠充分浸潤(rùn)，之后再將剩余的修補(bǔ)劑進(jìn)行涂覆，同時(shí)還要留出余量，方便進(jìn)行加工。在涂覆結(jié)束后，需要按照規(guī)定時(shí)間和規(guī)定的室溫進(jìn)行固化處理，如果維修時(shí)室溫相對(duì)較低，則可以使用熱風(fēng)槍來(lái)進(jìn)行保溫加熱，時(shí)間一般約為3個(gè)小時(shí)，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(jìn)行加工，使其和原配合尺寸相符合。

對(duì)此方案進(jìn)行使用，往往只需要8個(gè)小時(shí)便能完成相關(guān)的維修任務(wù)。如果采用傳統(tǒng)工藝修復(fù)手段，需要將減速箱整機(jī)在門(mén)機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行拆除，之后還需要外出送去加工和修復(fù)，而且修復(fù)結(jié)束最快也得3-5天，因此采用傳統(tǒng)工藝所花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)[5]。

4.2 舊件修復(fù)

為了確保相關(guān)廢舊零部件能夠有效發(fā)揮出自身價(jià)值，實(shí)現(xiàn)綠色維修，相關(guān)工作人員可以將庫(kù)存當(dāng)中的一些廢舊軸使用高分子復(fù)合材料來(lái)進(jìn)行修復(fù)。對(duì)于舊件的修復(fù)，其主要以相關(guān)零部件再制造的評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)、零部件失效機(jī)理分析以及剩余壽命評(píng)估作為主要核心內(nèi)容，可以有效對(duì)零部件的使用和管理進(jìn)行完善和優(yōu)化。在具體的設(shè)備維修工作當(dāng)中，可以將更換下來(lái)的部分舊件，經(jīng)過(guò)具體的拆解后進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)，從而對(duì)相關(guān)零部件的磨損程度、內(nèi)部缺陷問(wèn)題以及表面質(zhì)量和機(jī)械性能等內(nèi)容進(jìn)行了解和掌握。對(duì)于那些經(jīng)過(guò)檢測(cè)確認(rèn)合格的舊件進(jìn)行保留，需要確保其不存在裂紋等相關(guān)缺陷，之后則可以制定修復(fù)方案。具體來(lái)說(shuō)，相關(guān)工作人員主要采用高分子修復(fù)材料，需要對(duì)其種類(lèi)等進(jìn)行選擇，并合理地開(kāi)展相關(guān)修復(fù)工藝操作，對(duì)舊件進(jìn)行涂覆，當(dāng)其固化后再通過(guò)機(jī)械加工等方式，使相關(guān)零部件能夠加工到具體的設(shè)計(jì)尺寸。對(duì)于加工結(jié)束后的零部件，需要將其依次經(jīng)過(guò)硬度、裂紋、應(yīng)力檢查等相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目，確保該零部件的各項(xiàng)性能都能夠滿足使用要求，之后則可以具體將其在設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)高分子復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠快速修復(fù)相關(guān)港口設(shè)備，確保港口生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效開(kāi)展。與此同時(shí)，通過(guò)該技術(shù)的有效應(yīng)用，還能夠賦予相關(guān)廢舊零部件全新生命，有效形成了一個(gè)設(shè)備從使用到損壞，從再制造到再使用的封閉循環(huán)體系，這可以極大地降低設(shè)備維修成本，而且還能夠保證相關(guān)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)此，相關(guān)企業(yè)需要對(duì)此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用加大重視，并有效的將其在設(shè)備維修工作進(jìn)行應(yīng)用，全面提升設(shè)備的維修技術(shù)水平，同時(shí)其與我國(guó)目前倡導(dǎo)的節(jié)能、環(huán)保等相符，能夠進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)自身的持續(xù)發(fā)展。