关键词：烘缸轴头磨损，烘缸轴头修复，在线快速修复，索雷工业

1.前言

长期以来，针对烘缸轴头磨损修复方面的众多技术一直延续至今，如焊接、喷涂、刷镀等熔敷技术。随着科技的发展在传统技术的基础上也不断涌现一些新的工艺技术，这些修复工艺的出现在推动技术工艺改进与发展的同时，又因复杂的工艺条件和现场环境而受到限制，尤其是在面对一些突发紧急、设备庞大、拆卸复杂等方面的设备问题，这些工艺显然是心有余而力不足。

基于以上所述，索雷碳纳米聚合物材料现场修复技术的出现与普及，大大开拓了设备管理者的思路和眼界。该技术来源于美国，一直服务于军方和航空领域。被成功引进后在设备的在役再制造与高端再制造领域发挥了重大作用，尤其是在现代化的生产企业，设备自动化程度高、连续生产要求高的背景下，该修复技术在及时性、快速、低成本、环保等方面体现出了明显优势。

2.烘缸轴头磨损的原因分析

烘缸轴承与轴的配合形式

烘缸因外圆直径大，自身重量大，运行温度高，且要求运行平稳，所以主轴承的运行精度要求较高。由于圆锥面配合存在对中性好、便于拆卸、传递扭矩力大、自锁性好等优势，因此烘缸轴与轴承的配合方式，一般有以下三种：（1）1：12锥度配合形式（2）退卸套配合方式（3）紧定套配合方式。

烘缸上锥度配合是一种可实现轴承游隙调节的过盈配合方式，是通过调整内、外圆锥相对轴向位置的方法，以得到所需配合性质的圆锥配合。如图所示在圆锥配合中由轴承初始实际位置开始，利用圆螺母对轴承内圈施加一定的轴向力使其向左压紧形成所需的过盈配合，通过测量轴承游隙来判定预紧力，根据实际运行环境确定轴承游隙尺寸。

（1）加工精度问题

锥度轴颈的形位公差、直径尺寸和表面粗糙度均有特别严格的要求，是影响轴承配合接触面的主要因素。在机加工工艺中，不管采用何种加工方法加工出的零件表面都不是绝对光滑的，所有的零件表面都有它各自的表面纹理。通常在机加工要求其配合面积不能小于75%，而表面纹理是与标准面的偏差，这种偏差来源于粗糙度、缺陷以及波纹度。在加工圆锥时会产生直径、圆锥角、形状等误差，这些因素在圆锥配合中，将造成基面距误差和配合表面接触不良。因此接触面积减少，传递扭矩较小连接不可靠，容易造成轴承位的磨损。

（2）轴承润滑问题

由于烘缸设备是利用蒸汽通过烘缸表面对纸张进行烘干处理的，设备运行温度较高轴承密封部件容易损坏，一方面造成轴承内润滑脂流失或润滑性能下降，同时粉尘及水蒸气也会进入轴承。设备使用过程中由于润滑不当，将增加轴承的运行阻力，轴承运行温度过高，严重时造成轴承烧蚀现象，进而导致轴和轴承的配合部位扭矩增加而发生相对转动。由于轴承的材质硬度较高，进而导致轴头的磨损。轴承由于润滑不良等因素影响轴承使用寿命也是造成轴承位磨损的原因之一。

（3）零部件质量因素

企业在选择设备时，往往结合企业的经济现状考虑设备的采购成本而忽略设备的实际运行价值。设备生产厂家也往往根据企业选择的需求降低设备的生产成本，进而导致设备制造时，在材质选择上、制造工艺上降低要求以减少设备的制造成本，所以设备整体质量上会有很大区别。所以很多设备部件由于材质和制造工艺问题导致设备故障率增加，使用寿命短等问题。材质问题和制造工艺问题也是轴头磨损的主要原因之一。

（4）正常金属疲劳磨损

疲劳磨损也叫接触疲劳，是指当两个接触体相对滚动或滑动时，在接触区形成的循环应力超过材料的疲劳强度的情况下，表面层将引发裂纹，并逐步扩展，最后使裂纹以上的材料断裂剥落下来的磨损过程。金属疲劳是金属本身的特性，无法避免。但是可以通过增加配合面积，提高运行维护保养手段，改变金属的热处理工艺，提高配合面的精度等方式来延缓金属疲劳。

（5）轴承质量问题

优质的轴承材质本身刚度好，硬度高，加工精度高，运行平稳，耐磨损性能好，轴承可保持长时间的平稳运行。但是劣质轴承材质本身性能不确定，加工精度低，硬度低，耐磨性能差等，易产生疲劳磨损，轴承游隙增加，滚珠、保持架、辊道磨损变形，导致设备震动增加，加剧各个部件之间的疲劳磨损。

（6）金属的疲劳特性

“疲劳磨损”是所有金属都具备的特性，任何金属都无法避免疲劳磨损。

3.烘缸轴磨损的修复材料

4烘干轴头磨损修复的工艺与步骤

4.1《索雷样板尺修复工艺》流程

1）精制“样板尺”

根据设备图纸尺寸或实际测量前后轴肩部位的精确尺寸，制作“样板尺”。

2）安装紧固并测量预紧量

利用轴承与轴的配合关系原理填充修复所需的尺寸。

3）材料完全固化后或者具有一定的金属强度后，拆卸轴承，去除多余材料。

4.1.1修复工艺：《索雷样板尺修复工艺》（使用灵活、方便，利用轴头螺纹或直径尺寸定位加工样板尺，只要轴承位部位的金属壁厚有足够强度，对于磨损尺寸无要求）；

4.1.2修复步骤：

1）精制“样板尺”：

根据设备图纸尺寸或实际测量前后轴肩部位的精确尺寸，制作“样板尺”。

3）空试轴承：确保定位点的高度合适，并严格测量安装预紧量和同心度，以便于后期调整。4）空试完成后，拆除轴承，然后进行轴承位表面处理：

首先用乙炔枪将附着于轴表面的油脂进行烧烤，使其渗出金属表面并碳化。而后用机械方法或电动工具进行表面处理至露出金属原色并粗化。

5）轴承内圈刷涂脱模剂：

用无水乙醇将轴承内圈擦洗干净，并刷涂SD脱模剂。

6）表面处理：使用气焊枪将轴承位表面油污烤干，然后使用角磨机或者砂纸将表面氧化层打磨干净，且表面粗糙，最后用无水乙醇（99.7%）将表面清洗干净，晾干；7）调和并涂抹材料：

按规定的比例调和SD材料，并用刮板涂抹于轴表面，反复刮压，确保材料与轴表面充分接触，涂抹尽可能均匀。

8）安装紧固并测量预紧量：材料涂抹完毕后即刻安装轴承，利用轴承与轴的配合关系原理填充修复所需的尺寸。

9）材料固化：

常温下（24℃以上）6小时材料可以达到一定的机械强度，24小时可以达到完全固化，但温度每提高11℃固化时间缩短一半，可以适当的采取升温措施，来缩短材料的固化时间。

10）整理修复表面：

材料完全固化后或者具有一定的金属强度后，拆卸轴承，去除多余材料。

11）再次涂抹材料：

将修复材料表面粗糙化，清理修复表面的多余材料和毛刺。再次调和SD材料，并涂抹于修复部位，同时轴承内圈提前刷一层SD脱模剂。

12）安装：

按要求进行快速安装轴承，紧固锁紧螺母，紧固的同时测量轴承游隙，直至轴承游隙达到运行要求后，停止紧固。

13）固化：

环境温度24℃时，材料完全固化不少于24小时，但温度每提高11℃固化时间缩短一半，可以通过现场加热提温的方式缩短固化时间。

14）后期预紧

设备空载3-5小时紧固一次螺栓，载料8小时紧固一次，载料24小时紧固一次，载料72小时紧固一次，后期可以以30日为一个周期检查紧固锁紧螺母。

4.2《索雷工装修复工艺》流程（针对退卸套或紧定套安装配合形式）

4.2.1修复工艺：《索雷工装修复工艺》（现场应用方便快捷、修复精度高，利用轴头前端或后端未磨损的部位作为定位面恢复轴承位磨损尺寸，只要轴承位部位的金属壁厚有足够强度，对于磨损尺寸无要求）。

4.2.2修复步骤：

1）首先依据图纸或现场测量尺寸制作工装，工装的制作严格按照《索雷工装加工工艺》执行；

2）做好前期准备工作，即设备的拆卸，工装的加工，相关工具和人员的准备工作等，确保足够的施工空间及安全的工作环境；

3）轴表面的初步清理工作，即将轴承位及前轴肩或者后轴肩定位面表面的油污擦拭干净，并去除高点、毛刺、锈层等；

4）测量核实轴承位的宽度，因为一旦轴承位出现磨损，轴承内圈会在轴上转动，也会造成轴向定位面的磨损。所以测量核实轴承位的宽度非常有必要，必要时需要在轴承内圈定位面上加垫圈以恢复轴承的轴向安装位置；

5）将工装内外表面擦拭干净，并将两个半圆工装紧固好，使用测量工具检测工装的加工精度，包括定位尺寸，修复尺寸及工装内径的圆度等；

6）工装尺寸测量完毕确定合格后进行空试工装。空试工装前将前轴肩或者后轴肩表面彻底清理干净，然后安装至轴的表面，保证工装安装后不松动，且两个半圆结合面能够紧紧配合在一起；

7）空试工装后，确定工装完全合格的前提下，开始进行下一步的修复工作；

8）表面处理：使用氧气乙炔对轴承位表面进行烤油处理，直至无火花四溅为止，然后使用磨光机将轴承位表面氧化层打磨干净，露出金属原色；

9）使用99.7%无水乙醇或者丙酮将轴承位表面清洗干净，确保无污物，晾干；

10）使用99.7%无水乙醇或者丙酮将工装内表面、螺栓和螺栓孔、定位销和定位销孔等擦拭干净，晾干；

11）将工装内表面、螺栓、螺栓孔、定位销、定位销孔内擦拭一层SD脱模剂，晾干备用；（注意：擦拭SD脱模剂时禁止使用毛刷，可选用棉纱直接擦拭即可。）

12）根据空试工装时确定的轴承位磨损深度，计算出材料用量；

13）严格按照比例调和索雷碳纳米聚合物材料SD，调和充分无色差；（可选用表面光滑、平整、干净、具有一定强度的平板调和）

14）将调和好的材料迅速涂抹到轴承位的表面：第一层反复刮压，确保材料与轴承位表面充分粘合，然后再均匀涂抹至整个轴的表面，涂抹厚度略大于轴单边磨损量；同时工装内表面也涂抹一层材料；

15）将工装迅速安装到位，紧固好螺栓和安装定位销。安装工装过程中注意观察工装安装位置，同时紧固工装的过程中避免工装变形；

16）材料固化：环境温度24℃以上时，材料固化12小时左右即可拆除工装或者加热固化，缩短固化时间；

17）拆除工装时要谨慎，避免拆卸过程中造成材料损伤或脱落；

18）工装拆卸后，可以用磨光机打磨的方式去除多余材料和局部高点；

19）测量核实修复后的尺寸；

20）按照退卸套或紧定套的标准安装工艺进行轴承的回装工作，过程中要时刻检测轴承的径向游隙变化，根据轴承精度等级来确定工作游隙，确保轴承在运行过程中保证旋转精度的前提下转动灵活。

5.纸机烘缸轴头磨损修复过程中注意事项

5.1环境温度影响

当烘缸轴头的实际温度高于35℃时，涂抹材料之前应将轴头温度降低，保证修复材料的可操作时间，温度控制在25~35°C之间。当环境温度超过35℃时，应严格控制材料的调和时间；

5.2表面处理及清洗要求

表面保持干燥，露出金属原色且粗糙；清洗表面时只允许使用99.7%的无水乙醇或者丙酮，严禁使用其它类清洗剂清洗表面；

5.3检查紧固轴承锁紧螺母

工作环境存在高温和金属疲劳问题，会导致轴承游隙缩小内径增大或者锁紧部位螺纹松动，因此定期紧固锁紧螺母十分重要，严格按照索雷工艺提出的后期预紧步骤执行，避免配合部位出现间隙。

6.纸机烘缸轴头磨损修复现场案例展示