摘要：某钢铁厂轧线1#卷取机芯轴托架出现磨损问题，导致芯轴活动支撑处摆动，致使卷形质量下降。企业使用高分子复合材料修复工艺针对磨损的芯轴托架进行现场修复，现场从1#卷取机停机到恢复运行仅用20小时。证明使用高分子复合材料现场修复技术可以快速有效的解决此类问题。

关键词：热连轧、卷取机、轴承室磨损、现场修复、高分子复合材料

一、关于卷取机的设备简介

热带钢卷取机是热连轧车间精整工段的重要设备，其作用是将热轧板带卷取成型，通常在热连轧线机组后会设置三台地下卷取机，具有生产效率高、卷取速度快的特点。

卷取机主要由由张力辊、导尺、导板、卷筒、助卷臂、推卷机和卸卷小车组成。卷取机结构的区别是由助卷辊的数量决定的，由最初的八辊演变为现在常见的两辊和三辊式（见图1）。

二、卷取机芯轴托架磨损影响卷形质量

该厂轧线卷取机为地下卷取机，在精整工段设置了三台卷取机，其中1#卷取机出现芯轴托架磨损问题，导致卷取机活动支撑出现摆动，卷形质量下降，企业拆检后发现卷取机托架磨损量已达2mm（见图2），导致卷取机芯轴因不同心出现摆动情况。

三、卷取机芯轴托架磨损的原因分析

在轧制过程中，带钢头在助卷辊和弧形板的引导作用下咬入预膨胀的芯轴内，并由助卷辊压住带钢，使带钢紧贴芯轴，完成卷取工作。在咬钢的瞬间，带钢对芯轴的冲击较大，由于芯轴靠托架固定，一旦芯轴托架螺栓松动会造成芯轴轴承套与托架产生配合间隙，在长期运行下，部分冲击变形成为永久变形，恢复应力下降，导致硬度相对较低的部件磨损。在长期运转过程中，托架表面受到轴承套的挤压力和复合机械力的作用，出现永久性变形。然而金属材料的退让性差，容易造成配合间隙，如不及时发现并采取措施，就会造成间隙不断扩大，直接造成托架磨损，导致卷取机芯轴摆动，影响卷形质量。

四、卷取机芯轴磨损修复工艺对比

目前针对轴类、轴承室类的磨损问题传统修复工艺一般采用的是补焊、喷涂、刷镀等方式进行修复，由于此次检修时间较短，传统的修复工艺不能短期内完成修复工作，因此以上几种传统修复工艺不能快速有效的现场解决这一问题。

使用高分子复合材料修复工艺是在设备免离线的条件下，利用现场有限的设备基准面，配合制作工装或模具，利用高分子复合材料良好的物理性能将磨损的设备进行尺寸恢复的现场修复工艺。福世蓝复合材料采用高分子、金属、陶瓷等多种材料复合而成，拥有优异的综合机械性能和化学性能，用其修复轴类、轴承室类磨损，不但可以达到长期使用的要求，而且避免了堆焊热应力的不良影响，也不会像热喷涂、刷镀容易脱落、受修复厚度限制。另外，由于高分子材料特有的“退让性”，可吸收设备运行过程中的冲击振动，延长轴承的使用寿命。

五、卷取机芯轴托架修复方案制定

针对该厂1#卷取机芯轴托架磨损问题，由于设备问题的突发性（临时突发情况，来不及制作工装模具），根据现场条件，制定了使用直尺沿基准面刮涂材料的修复方案。修复时首先针对磨损的卷取机托架配合面进行表面处理，然后使用高分子复合材料进行涂覆，涂覆完成后在材料固化之前使用游标卡尺沿基准面将多余材料刮除。等待材料固化后，使用砂纸去除材料釉面，再次涂抹材料装配芯轴，等待材料固化后即可开机运行，完成修复工作。

六、方案实施过程

1)表面处理：磨损表面烤油处理，然后使用磨光机打磨氧化层；

2)使用无水乙醇（99.7％）擦拭表面；

3)严格按照2:1比例调和F高分子复合材料；

4)将材料均匀涂抹至磨损的表面，然后使用直尺沿基准面将损坏区域刮出修复尺寸；

5)材料固化，24小时/24℃（材料温度）。材料每提升11℃，固化时间缩短一半，但提升温度不得超出材料的承受温度；

6)将固化好的材料表面用砂纸轻微打磨粗糙；

7)轴承套薄薄涂一层脱模剂，越薄越好，晾干；

8)再次调和材料涂抹修复部位，材料厚度略高于磨损尺寸；

9)装配芯轴，芯轴托架涂抹材料后直接进行装配。

七、现场修复图示

八、改进措施

此次修复工作完成后，设备已开机运行，通过后期跟踪，此次修复工作在现场第一时间解决了卷取机芯轴托架的磨损情况，保证了设备运行，卷取机芯轴托架修复后满足设备运行条件，发现芯轴摆动幅度降低，保证了轧线的正常生产任务。

由于此次修复工作前期准备时间不足，设备转速及修复要求精度较高，此次修复并未能完全消除芯轴摆动情况，在现场有限条件下采用直尺单边定位刮涂材料的修复精度难以控制，不能更好的解决卷取机芯轴托架同轴度，因此提出以下改进方案，以便后期再次出现同类问题可以更好的解决，从而根治芯轴摆动问题。

完全消除芯轴摆动的改进方案：样板尺修复工艺

1、方案说明：

此方案是根据图纸设计尺寸加工样板尺，使用磨损面两端槽口作为定位，并在修复部位加工刀口，该修复工艺具有加工制作简单、修复精度较单边定位同轴度高的特点。由于手工刮涂材料，不能保证修复面的配合精度，需要在装配前再次涂抹适量材料，才能保证较好的配合面来提升整体承载力。

2、操作步骤：

（1）根据图纸尺寸加工设计样板尺，采用普通碳钢材质，厚度8-10mm。首先使用线切割工艺进行加工，然后底部加工刀口（示意图如下）；

（2）表面处理：烤油，使用气焊枪进行表面烤油；

（3）使用磨光机（砂轮片）快速打磨表面，并用无水乙醇清洗干净；

（4）调和复合材料，严格按2:1（体积比）比例调和F高分子复合材料材料至无色差；

（5）将材料均匀涂抹至磨损的表面，然后使用样板尺沿基准面刮出修复尺寸，使用样板尺进行修复时，只针对托架下半部分进行刮涂，上半部分在后期直接涂抹材料装配。示意图如下：

（6）材料固化完成之后，去除多余材料。表面使用砂纸打磨，去除釉面；

（7）轴承套外圈表面薄薄涂一层脱模剂，越薄越好，晾干；（建议使用棉布直接擦拭，越薄越好）

（8）二次调和材料并将材料薄薄涂抹在修复后的表面，留出油孔，在一个小时内直接将芯轴安装到位。

（9）将托架上半部分进行表面处理后涂抹材料直接装配。（注意装配时间，控制在40min之内）

九、总结

通过福世蓝高分子复合材料技术多年来在工业领域的应用经验来看，根据不同设备的运行条件及设计参数，利用高分子复合材料的成型特性，制作修复工装，可在现场第一时间解决设备的传动部位磨损及配合面磨损问题。高分子复合材料的机械物理性能是不变的，设备的运行条件及参数是不变的，唯一可以改变设备运行结果的就是修复工艺。事实证明，通过根据不同设备制定不同的修复工艺，利用现场条件制作修复工装可以满足大部分设备的运行条件，大大提高了修复效率与修复精度。此次修复工作完成后，我们根据设备现场实际运行状态反馈，针对修复过程不断反思改进，提出改进措施，制定修复预案，目的是在今后相同领域的同种设备出现此类问题时，福世蓝技术可以在第一时间为用户提供更好的修复方案来解决此类问题，更好的服务于工业企业，为用户提供创造价值。