脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)在軋鋼設(shè)備中的應(yīng)用

楊志英

【摘 要】 軋鋼生產(chǎn)線上有許多大型傳動(dòng)設(shè)備，一旦發(fā)生事故將影響生產(chǎn)順行，脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)在軋鋼設(shè)備中成功應(yīng)用，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)磨損的零件表面進(jìn)行修復(fù)。該技術(shù)在軋鋼廠具有廣泛應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】 脈沖儲(chǔ)能 熔接 現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)

1.引言

宣鋼小型軋鋼廠擁有兩條熱軋窄帶鋼生產(chǎn)線，兩條棒材生產(chǎn)線。四條生產(chǎn)線中有70余臺(tái)套大型減速機(jī)、人字齒輪機(jī)座等傳動(dòng)設(shè)備，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，由于設(shè)備安裝精度低、突發(fā)性油路阻塞、瞬時(shí)超負(fù)荷軋制、積累磨損等原因，都可能造成傳動(dòng)軸、機(jī)座、箱體軸承位磨損超差，引發(fā)設(shè)備事故，影響生產(chǎn)順行。曾試用電刷鍍、熱噴涂、專用粘合劑等工藝進(jìn)行修復(fù)，效果均不盡如人意。采用DB—100型脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)機(jī)對(duì)磨損部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)后效果良好，實(shí)踐證明，脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)工藝在軋鋼大型設(shè)備部件修復(fù)中發(fā)揮了重要作用，同時(shí)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2. 脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)機(jī)

脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)機(jī)利用了大電流脈沖在瞬間流過(guò)工件和修補(bǔ)材料的接合面，使其迅速熔化結(jié)合的技術(shù)。其基本工作原理是：將儲(chǔ)存于電容器中的電能在瞬間釋放于電阻率較大的鋼鐵等金屬材料組成的工件和補(bǔ)材之間的連接處，接觸電阻使它們迅速發(fā)熱而熔接在一起，達(dá)到修補(bǔ)工件的目的。由于是小范圍（<1 mm3）、短時(shí)間（ms）級(jí)的發(fā)熱，因此就工件基體來(lái)說(shuō)，發(fā)熱很少，不會(huì)產(chǎn)生工件變形、退火、變色現(xiàn)象，所以又俗稱冷焊機(jī)。此外，該設(shè)備體積小（主機(jī)體積450×260×240 mm3），重量輕（25㎏），設(shè)備移動(dòng)方便，非常適用于現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)工作。

2.1脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

2.1.1熔接強(qiáng)度高：修補(bǔ)處可進(jìn)行銑、銼等加工。

2.1.2修補(bǔ)精度高：使用薄片補(bǔ)材修補(bǔ)，不會(huì)失去原基準(zhǔn)面，多余焊料少，后期整形容易。

2.1.3適用范圍大，可用于修補(bǔ)多種金屬材料：除銅、鋁等電阻率極低的材料和硬質(zhì)合金外，各種金屬材料制成的工件均可修補(bǔ)。

2.1.4基材損傷?。喊l(fā)熱點(diǎn)小，不會(huì)造成基材退火變形。

2.1.5功率分配合理：使用微電腦芯片控制，各種厚度的材料都能獲得最佳功率。

2.1.6精度模式： 設(shè)有兩種模式選擇，適應(yīng)不同精度要求。

2.1.7電壓適應(yīng)范圍大：使用開(kāi)關(guān)電源，當(dāng)電壓變化在±20%的范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，機(jī)器仍能保證正常工作。

2.1.8異常操作保護(hù)功能：可以保護(hù)工件表面免受不當(dāng)操作引起的損傷。

2.1.9電連接方便：配有強(qiáng)磁連接器，任意大小的鐵質(zhì)工件均可很方便地接電。

2.2脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)機(jī)的基本參數(shù)

2.2.1使用電源：?jiǎn)蜗?20V20% 50Hz

2.2.2功率消耗：5-600W

2.2.3瞬時(shí)最大功率：≥12KW

2.2.4脈沖頻率：常規(guī)4Hz、精密10Hz

2.2.5功率模式：常規(guī)、精密2檔

3. 脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)機(jī)在小型軋鋼廠軋鋼生產(chǎn)線上的應(yīng)用

3.1脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)與人工補(bǔ)焊后再加工、電刷鍍等修復(fù)技術(shù)的工藝比較（見(jiàn)各種修復(fù)技術(shù)的工藝比較表）。（如表1）

3.2脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)在熱帶車間1200mm減速機(jī)慢軸修復(fù)中的應(yīng)用

熱帶車間1200mm減速機(jī)是φ500Ⅰ架機(jī)列的傳動(dòng)設(shè)備，1983年熱帶投產(chǎn)時(shí)使用至今。其慢軸長(zhǎng)度為2140，軸中部裝有590寬，直徑為φ2096的傳動(dòng)齒輪，兩端軸承位軸徑尺寸為φ280m6，各裝有2097156雙列向心推力軸承一套。熱帶車間生產(chǎn)線原設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)2.5～5×145～250mm帶鋼10～15萬(wàn)噸，幾經(jīng)改造，目前年產(chǎn)量已達(dá)到85萬(wàn)噸。由于長(zhǎng)時(shí)間、重載荷使用，1200mm減速機(jī)慢軸軸承位產(chǎn)生累積磨損，過(guò)盈量減少，配合強(qiáng)度降低，隨著過(guò)盈量減少直至形成微量間隙，從而產(chǎn)生振動(dòng)，造成磨損加劇，輸出端軸承位軸徑磨損量已達(dá)到1.2mm。這個(gè)磨損量已超過(guò)刷鍍修理范圍，如選用噴涂或手工補(bǔ)焊后再加工的修復(fù)辦法，都需使用車床對(duì)修復(fù)部位進(jìn)行車削加工。由于慢齒輪最大直徑達(dá)φ2096，張宣地區(qū)沒(méi)有加工如此大軸徑的大型車床，而齒輪與軸的配合尺寸為φ340H7/s6，屬過(guò)盈配合中的永久性裝配，曾做專用胎具，配合200t液壓千斤，動(dòng)用10套氣焊對(duì)齒輪進(jìn)行加熱的方法實(shí)施拔齒輪操作，多次試驗(yàn)，未獲成功。為不使這套價(jià)值60萬(wàn)元的慢軸套件就此報(bào)廢，我們又采用脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)機(jī)對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)整形后的軸徑經(jīng)刀口尺及千分表檢驗(yàn)，尺寸達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，經(jīng)裝配投入使用后，效果良好。應(yīng)用該技術(shù)對(duì)慢軸的修復(fù)達(dá)到了起死回生的效果。

3.2脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)在軋鋼廠其它設(shè)備上的應(yīng)用

脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)同樣成功解決了軋鋼廠其它大型傳動(dòng)設(shè)備的磨損問(wèn)題。如二小型車間D4和D5減速機(jī)，由于箱體為焊接結(jié)構(gòu)件，制作過(guò)程中應(yīng)力消除不徹底，投入使用后殘余應(yīng)力使箱體部分軸承位上下剖合面產(chǎn)生了近0.4mm的錯(cuò)位，和軸承位0.5mm磨損，影響了裝配精度，無(wú)法正常使用。采用脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)后，達(dá)到了原設(shè)計(jì)要求。二小型車間M2兩聯(lián)箱箱體軸承位磨損達(dá)0.5mm，經(jīng)脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)修復(fù)后，同樣達(dá)到了原設(shè)計(jì)要求。

4.結(jié)論

4.1 脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)機(jī)的堆焊層與母材冶金結(jié)合，堆焊熱影響區(qū)極窄，殘余應(yīng)力可忽略不計(jì)。

4.2采用脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)對(duì)軋鋼廠大型零、部件損壞進(jìn)行修復(fù)，可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)操作，工藝簡(jiǎn)單，補(bǔ)焊后加工量小，修復(fù)部位的幾何尺寸可達(dá)到設(shè)計(jì)公差要求，即可滿足使用要求，又可最大限度的減少停機(jī)時(shí)間。

4.3脈沖儲(chǔ)能修補(bǔ)技術(shù)在軋鋼廠具有廣泛的應(yīng)用前景，蘊(yùn)藏著巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。