大型液壓缸的現(xiàn)場(chǎng)綜合修復(fù)方法
1.簡(jiǎn)介
35MN擠壓機(jī)液壓缸體積龐大,拆解難度大,常規(guī)機(jī)械加工維修周期長(zhǎng),修復(fù)困難,費(fèi)用大,且機(jī)械加工后表面粗糙度難以保證。35MN擠壓機(jī)在使用時(shí),由于該擠壓機(jī)液壓缸柱塞頭與缸體之間的導(dǎo)向帶和密封圈損壞,導(dǎo)致柱塞頭與液壓缸缸體內(nèi)表面直接接觸,造成柱塞頭與液壓缸體表面嚴(yán)重拉傷,被迫停機(jī)。為確保缸體和柱塞頭的修復(fù)質(zhì)量,縮短維修周期,減少維修費(fèi)用,經(jīng)過認(rèn)真研究,制定可行性方案,決定進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)。
2.損壞情況
(1)柱塞桿損壞情況。圖T為柱塞桿示意圖,柱塞直徑1,050mm,柱塞重量17t。柱塞桿拉傷總面積20,000mm2,平均拉傷深度2mm,最深拉傷深度7mm。
(2)液壓缸缸體損壞情況。圖U為液壓缸缸體示意圖,液壓缸缸體重30t,缸體內(nèi)徑為1,120mm,缸體長(zhǎng)度3,550mm,內(nèi)表面粗糙度0.8。液壓缸缸體拉傷總面積350,000mm2,平均拉傷深度3mm,最深拉傷深度10mm。
3.現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方案
綜合使用電刷鍍、脈沖冷焊和粘膠3種方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)。
(1)電刷鍍。對(duì)表面磨損均勻,磨損量較小的平面,采用電刷鍍的方法進(jìn)行修復(fù)。電刷鍍是在電場(chǎng)的作用下,經(jīng)過電化學(xué)氧化還原反應(yīng),使金屬離子做定向移動(dòng),沉積在被刷鍍表面,從而達(dá)到對(duì)磨損表面的修補(bǔ)。在電刷鍍過程中,以缸體為陰極,銅焊液作為陽(yáng)極,使用鍍筆在被修復(fù)表面進(jìn)行刷鍍。鍍筆外裹包套布,以一定的壓力與工件保持接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng),沉積過程間歇進(jìn)行。
在采用電刷鍍方法修補(bǔ)之前,需要對(duì)基體表面進(jìn)行處理,處理工藝如下:
1)機(jī)械法處理。用角磨機(jī)、銼、刮刀等工具,人工去除基材表面的銳角,毛刺,銹蝕,氧化皮等;
2)電凈及活化處理。用電凈法及活化法去除表面油污、銹蝕、氧化皮、疲勞層及其他污垢。其中電凈法是用堿性電凈液除去油污,活化法是用鹽酸型溶液,去除表面的氧化膜和疲勞層,使金屬結(jié)晶露出表面,以提高鍍層的強(qiáng)度。
電刷鍍鍍層性能好、結(jié)合強(qiáng)度高、沉積速度快、工件無熱變形、施工方便、容易掌握、對(duì)環(huán)境污染小、成本低廉、經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果好。
(2)脈沖冷焊。對(duì)細(xì)微的劃傷部位采用脈沖冷焊的方法進(jìn)行修復(fù)。
此方法是將儲(chǔ)存于電容器中的電能在瞬間釋放于電阻率較大的工件和補(bǔ)材之間的連接處,接觸電阻使焊絲與基體迅速發(fā)熱而熔接在一起,達(dá)到修補(bǔ)工模具的目的。
脈沖冷焊之前采用機(jī)械處理的方法對(duì)基材進(jìn)行凈化處理,去除表面的毛刺、氧化皮等。
脈沖冷焊時(shí)發(fā)熱范圍小(<3mm)發(fā)熱時(shí)間短(ms級(jí)),工件不會(huì)產(chǎn)生變形、退火、變色現(xiàn)象。
(3)粘膠。對(duì)拉傷面積較大,損傷較深的部位采用粘膠的方法進(jìn)行表面修復(fù)。此方法是將加入二硫化鉬、金屬粉末、陶瓷粉末和纖維等特殊填料的膠粘劑,直接涂敷于材料或零件表面,使之具有耐磨、耐蝕等功能。
粘膠方法工藝簡(jiǎn)單、方便靈活、安全可靠,不需要專門設(shè)備,只需將配好的膠涂敷于清理好的零件表面,待固化后進(jìn)行修整即可,常在室溫下操作,不會(huì)使零件產(chǎn)生熱功當(dāng)量影響和變形。涂膠工藝為;
1)清洗。對(duì)零件表面的油脂、水、銹跡、塵土等用汽油、柴油或煤油清洗,待揮發(fā)完畢后再用丙酮清洗,以確保修復(fù)表面的徹底清潔。
2)處理基材。對(duì)基材表面用砂紙做表面處理,使基材完全露出。
3)二次清洗及活化處理。用丙酮或?qū)iT清洗劑進(jìn)行清洗。然后用噴砂、火焰或化學(xué)方法處理,提高表面活性。
4)配制修補(bǔ)劑。嚴(yán)格按規(guī)定的比例將本劑(A)和固化劑(B)充分混合,并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用完。
5)涂敷。在粘修表面上薄涂一層配制好的修補(bǔ)劑,反復(fù)刮擦使之與零件充分浸潤(rùn),然后將配制好的修補(bǔ)劑均勻涂至規(guī)定尺寸,并留出精加工余量。涂敷時(shí)盡可能朝一個(gè)方向移動(dòng),便于將修補(bǔ)劑內(nèi)部的氣泡排出。
6)固化。夏天為10h,冬天盡可能時(shí)間長(zhǎng)一些,一般保持在24 h以上,加溫固化(約80℃)需2~3h。
7)修整。人工對(duì)修補(bǔ)表面進(jìn)行打磨,根據(jù)缸體內(nèi)壁表面的曲面,用事先制作好的仿形磨具,裹上細(xì)砂紙,沿著缸體曲線進(jìn)行打磨,在尺寸接近要求時(shí),結(jié)合使用油石等工具進(jìn)行表面處理,嚴(yán)格打磨量和表面粗糙度,直至修復(fù)達(dá)到使用要求。采用以上3種方法綜合修復(fù)后的缸體表面見圖V。
4.修復(fù)效果
對(duì)我公司35MN擠壓機(jī)預(yù)壓缸采用了以上3種方法綜合修補(bǔ)后,經(jīng)過8個(gè)月的運(yùn)行,除了膠面在修復(fù)1個(gè)月后的檢查中,發(fā)現(xiàn)有一處面積約為40 mm2表面膠面脫落外,其他均完好無損,對(duì)脫落面進(jìn)行再修復(fù)后,使用中經(jīng)多次檢查,發(fā)現(xiàn)缸體內(nèi)壁完好,表面無磨損和脫落,預(yù)壓缸壓力的各項(xiàng)參數(shù)保持良好。
5.常規(guī)機(jī)械修復(fù)方法與現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方法的比較
采用常規(guī)的機(jī)械修復(fù)法,首先需要對(duì)該部件進(jìn)行拆解,對(duì)損傷部位進(jìn)行焊補(bǔ)后,拉運(yùn)至機(jī)械加工廠家,進(jìn)行機(jī)械加工,維修周期大約需要7個(gè)月。而現(xiàn)場(chǎng)表面修復(fù),不需拆解、沒有焊補(bǔ)時(shí)的熱應(yīng)力,備件無變形,維修周期約為80天,維修費(fèi)用低、周期短,并可避免因備件的拆解而對(duì)設(shè)備造成的損壞。
采用現(xiàn)場(chǎng)綜合修復(fù)方法對(duì)大型液壓缸進(jìn)行修復(fù),不僅修復(fù)質(zhì)量高,維修周期短,維修費(fèi)用低,安全、可靠,而且不會(huì)對(duì)缸體造成損壞。