李海豹
(河鋼股份有限公司承德分公司 河北省釩鈦工程技術研究中心,河北 承德 067000)
當今時代,科學技術革新,使得中國各行各業(yè)逐漸興起,其中鋼鐵的年產量也在逐年增長。為了確保鋼鐵生產能力的穩(wěn)步提升,一些大型的煉鋼設備在維修和保養(yǎng)方面顯得尤為重要[1]。軋鋼機械設備是鋼鐵廠家在生產過程中的重要設備,軸瓦也是軋鋼機械設備中的重要部件之一,因此必須對軋鋼機械設備軸瓦進行維護與保養(yǎng)。普通軋鋼機械設備具有比較高的承載能力,且沖擊負荷也比較大[2]。在檢查軋鋼機械設備的軸瓦時,質檢部門的人員都要重點檢查軸瓦上的零件,并檢查可能出現(xiàn)的問題,從而方便解決問題。
軋鋼機械設備在鋼鐵工業(yè)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。軸瓦是軋鋼機械設備中最關鍵的機械部件,它關系到軋鋼機械設備的安全穩(wěn)定運行[3]。軋鋼機械設備的承載能力大,會導致運轉速度低,其沖擊載荷也比較大。所以在軋鋼機械設備軸瓦的檢查維修中,要把重點放在軸瓦的檢查維修上,及時解決軋鋼機械設備軸瓦存在的問題,并采取切實措施加以解決,使其軸瓦的維修水平不斷提高,進一步推動鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。
軋鋼機械設備軸瓦的生產過程中有一個非常重要的環(huán)節(jié),也就是澆鑄工藝。當前軋鋼機械設備軸瓦存在的主要問題有:在生產之前所作的準備工作不充分,澆鑄工藝流程和材料準備不夠,最終造成軋鋼機械設備軸瓦的掛錫不均勻。這類因素最終將導致軋鋼機械設備的工作失敗[4]。另外,軸頸與軸瓦之間的接觸,也會導致軋鋼機械設備軸瓦故障。舉例來說,如果軋鋼機械設備軸瓦上面有油,就會導致軋鋼機械設備軸的接合面不夠緊密,最終導致軋鋼機械設備軸瓦在使用過程中發(fā)生故障。
與其他材料不同,以巴氏合金為主要材料的軸瓦具有非常強的耐磨性,同時還具備一定的磨合性和耐摩擦性。在室溫條件下,具有足夠大的強度,在摩擦順應性方面也表現(xiàn)出理想的狀態(tài)。而且軋鋼機械設備軸瓦的加工工藝相對比較精細,在導熱性能上也占有很大優(yōu)勢,其熱膨脹系數小的特點,使軋鋼機械設備軸瓦具有一定的抗腐蝕能力。從軋鋼機械設備軸瓦的實際使用情況分析研究,巴氏合金制成的軋鋼機械設備軸瓦在使用過程中存在的最大問題就是磨損問題,而非預期的軸瓦磨損原因會導致軋鋼機械設備軸瓦出現(xiàn)斷油燒壞。但在軸瓦實際的維修工作中,經常會出現(xiàn)很多缺陷,因此,對軋鋼機械設備軸瓦的維修過程進行詳細的分析,并提出切實可行的措施十分重要。
澆筑工藝流程的缺陷及預防:軋鋼機械設備軸瓦鑄造完成時,由于巴氏合金材料耐磨層與軋鋼機械設備軸瓦的結合力比較弱,非常容易使得軋鋼機械設備軸瓦發(fā)生鑄造缺陷。其主要原因是澆筑工藝的前期準備工作不合理,軋鋼機械設備軸瓦清洗不徹底,也可能是因為不均勻的掛錫,需要做好提前準備。與此同時,軋鋼機械設備軸瓦應進行深度清潔,并在高溫的堿環(huán)境中除去油脂。烘干以后,需用氯化鋅飽和溶液比熱刷涂,以便軋鋼機械設備軸瓦掛錫。但必須保證錫片的厚度和均勻度。
軋鋼機械設備軸瓦表面的缺陷與處理。對于軋鋼機械設備軸瓦的合金內部而言,非常容易出現(xiàn)夾渣、氣孔、縮孔等表面缺陷[5]。因而對軋鋼機械設備軸瓦的合金成分、鑄造溫度等都會產生一定的影響。軋鋼機械設備軸瓦的鑄造模具及工藝非常簡單,但溫度對軋鋼機械設備軸瓦質量有決定性的影響,因此溫度與質量成正比。當溫度過高時,軋鋼機械設備軸瓦表面容易產生氣孔,出現(xiàn)收縮或膨脹現(xiàn)象。所以,應根據理想灌裝量合理控制溫度和適當調節(jié)溫度。
軋鋼機械設備在運轉過程中,軸瓦材料會出現(xiàn)粘著磨損或者滑移變形的現(xiàn)象,因此需要對其進行處理。對于軋鋼機械設備本身來講,其具有比較大的負載沖擊,導致在運行時的速度較低。軋鋼機械設備軸瓦在實際工作過程中,軸與軸瓦容易出現(xiàn)潤滑不完全的情況。此外,如果兩者直接發(fā)生摩擦,會在接觸表面出現(xiàn)粗糙的劃痕。當母材處于受壓和塑性變形狀態(tài)時,不可避免地會發(fā)生晶粒轉移的現(xiàn)象,最終導致軋鋼機械設備軸瓦母材的粘連。這樣的狀態(tài)下,剪切現(xiàn)象必然發(fā)生。長時間運行在這種形式下,軋鋼機械設備軸瓦的表面就會粘附一層合金材料研磨層,嚴重破壞了軋鋼機械設備軸瓦的結構形狀,從而在表面產生不均勻的受力。此外,潤滑油膜的存在,會導致軋鋼機械設備軸瓦表面的溫度越來越高,直到燒壞。所以必須確保軸瓦之間處于潤滑狀態(tài)。如果軋鋼機械設備軸瓦發(fā)生變形,應該及時采取相應的補救措施。
軋鋼機械設備軸瓦刮削會對潤滑性造成影響,因此需要對其進行處理,軸瓦刮削經常會引起的動壓油楔不理想,從而導致潤滑油膜不符合軋鋼機械設備軸瓦的設計要求[6],如果軋鋼機械設備在高溫條件下運轉,會由于溫度過高,非常容易對其表面產生一定的磨損,會嚴重影響軋鋼機械設備軸瓦的運轉效果。這樣就保證了軋鋼機械設備軸瓦的潤滑性,延長了軋鋼機械設備軸瓦的使用壽命。為確保刮削軋鋼機械設備軸瓦的正確性和合理性,必須保證軋鋼機械設備軸瓦的受力均勻,受力面積適中。要確保油膜的質量,就必須保證潤滑油的楔形平滑。
間隙是保證軋鋼機械設備軸瓦穩(wěn)定工作的關鍵條件。一般而言,軋鋼機械設備軸瓦的空隙值取決于其在工作過程中的承載能力和運轉速度。軋鋼機械設備軸瓦合金的兩側直徑應該存在幾乎相同的間隙,而處于軋鋼機械設備軸瓦頂部的間隙應該是一側的1.5倍到2倍之間。為保證軋鋼機械設備軸瓦之間存在一定間隙,通常借助相應的工具檢查軋鋼機械設備軸瓦的間隙。一般而言,軋鋼機械設備軸瓦的搭接點數應保持在25 mm×25 mm以內,刮刀刮得不平整的部分應在刮刀后修補并找平;每一步都應該使刮刀的基本方向呈現(xiàn)垂直交叉相互作用的外觀。在磨削軋鋼機械設備軸瓦時,必須確保軋鋼機械設備軸瓦的間隙滿足實際的要求。如果由于磨削而達不到相應的要求,則需要用增加或減少墊片來調整軋鋼機械設備軸瓦在磨削過程中的間隙[7]。隨后要注意的是,兩個墊片的總厚度基本相同,同時彼此沒有接觸。同時要保證與軋鋼機械設備軸瓦件實際標準距離一致,軸承內徑與軸承側面的距離一般小于1mm。
在軋鋼機械設備軸瓦的內表面處,經常會出現(xiàn)一些條狀劃痕或者帶狀劃痕,除了這兩種劃痕以外,有時候還會存在塊狀劃痕和片狀劃痕。一般情況下,軋鋼機械設備軸瓦表面如果有某個部位沒有油膜,就會與其他顆粒之間發(fā)生摩擦。兩個接觸面一旦出現(xiàn)摩擦現(xiàn)象,就會導致軋鋼機械設備軸瓦表面處的溫度迅速升高,處于軋鋼機械設備軸瓦表面的金屬分子也會隨著溫度的升高發(fā)生相對位移現(xiàn)象,導致金屬分子與金屬層之間存在一定間隙而分離。潤滑油膜出現(xiàn)破裂的主要原因有兩個,其一是空氣中具有一定硬度的顆粒物混入到了潤滑油中,導致潤滑能力下降,其二是潤滑油膜的厚度小于軸徑外表面與軸瓦之間的粗糙程度總和?;烊霛櫥椭械念w粒物主要是軋鋼機械設備軸瓦與其他零部件的毛刺,還包含空氣中的塵埃以及油管中殘留的污染物質等[8]。未知雜質占軋鋼機械設備軸瓦早期損壞因素的31%~45%。
為了保證軋鋼機械設備軸瓦與瓦軸座和油質之間接觸的位置處能夠產生比較好的接觸性,同時還要保證接觸位置處均勻分布且呈現(xiàn)出對稱的狀態(tài),當三者之間的接觸面積應該大于軋鋼機械設備軸瓦總面積的五分之三時,就要在安裝過程中保證安裝順序的正確性。軋鋼機械設備軸瓦在實際的檢查或者修理的過程中,只要以上述步驟為依據,就可以及時發(fā)現(xiàn)并解決大多數存在的問題,還可以讓之前損壞的設備正常運轉,從而延長軋鋼機械設備軸瓦的使用期限。此外,軋鋼機械設備軸瓦在澆筑過程中,還要適當控制好澆筑溫度,這樣也可以將軋鋼機械設備軸瓦合金的流動特性變得更好。一旦達到了這個目的,軋鋼機械設備軸瓦在澆筑時就能夠發(fā)揮出填充物本身的特效,通常情況下,采用預熱處理工藝對軋鋼機械設備軸瓦和軸心位置進行加熱時,整個過程的溫度需要控制在150℃~230℃之間。但是值得注意的是,在軋鋼機械設備軸瓦表面會存在一些密密麻麻的氣孔,當軋鋼機械設備運作時,軸瓦表面的氣孔在質量方面還可能會存在一定缺陷。由于軋鋼機械設備軸瓦的吸氣量不斷增加,非常容易發(fā)生氧化反應,最終導致軋鋼機械設備軸瓦出現(xiàn)氣孔缺陷。
通過對軋鋼機械設備軸瓦在維護保養(yǎng)技巧方面的分析,針對軋鋼機械設備軸瓦在運行中存在的問題,分析了其在維護保養(yǎng)過程中出現(xiàn)的缺陷及其處理方法,并對軋鋼機械設備軸瓦維護保養(yǎng)技巧進行了總結,以達到延長其使用壽命的目的。