設備修理和零件修復技術

《現代設備管理》

一、設備磨損的形式

機械設備的磨損，其含義是設備物質實體功能方面的低劣化和價值形態的貶值。

1.設備的有形磨損：機械設備在使用過程中，由于摩擦、沖擊、振動、疲勞、腐蝕、斷裂、變形等造成實物形態的變化，使功能逐漸(或突然)降低以至喪失，稱為第一種有形磨損。設備在閑置過程中，銹蝕、老化、變質等原因也要造成實物形態的變化，使功能降低以至喪失，稱為第二種有形磨損。第一節機械設備的磨損及對策

2．設備的無形磨損及其度量設備的無形損耗表現在價值的貶值上，它不是由于使用過程中的自然力的影響所產生的。造成貶值的原因有兩個方面：

1)由于技術進步和勞動生產率的提高，生產同樣機械設備的消耗成本，將不斷降低，迫使原設備貶值。這種貶值稱為第一種無形磨損。

2)由于出現了比原設備在結構上、原理上、功能上、造價上等都優越的新設備，原設備顯得技術上陳舊，功能落后，由此造成貶值。這種貶值稱為第二種無形磨損。

二、設備磨損的補償方式與修理層次返修、更換和現代化改裝是設備磨損補償的三種方式。

1．維修時零部件的區分

(1)留用件未發生磨損或雖發生一些磨損但仍能實現其功能的零部件

(2)返修件用返修方式進行補償，全部或局部恢復其功能的零部件。

(3)更新件用更換的方式進們補償，全部恢復其功能的零部件。

(4)改制件用技術改造方式進行補償，提高其功能的新制零部件。

2．修理層次大修，中修、小修、項目修理、設備改造和計劃外修理等幾種不同層次。

大修的內容是1．對設備全部或大部分部件解體檢查2．編制、大修技術文件，并做好，備件材料、工具技術資料方面的準備3．修復基礎件4．5．更換或修復附件6．整體機裝配調試達大修質量標準7．翻新外觀8．整機驗收，

大修前的準備工作。1．預檢2．分析制定修理方案3．編制大修技術文件4．備件，材料，專用工量具的準備5．編制大修作業計劃

大修的過程：1．解體的整機檢查2．拆卸部件3．部件檢查4．必要的部件分解5．零件清洗及檢查6．部件修理裝配7．總裝配8．空運轉試車9．負荷試車10．整機精度檢驗11．竣工驗收

第二節零件的修復技術

零件修復或返修是一種特殊的加工制造和裝配技術。零件修復一般是單件或小批量生產，要較多地依賴水平較高的專業修理人員的素質。零件修復主要是技術問題，但同時也有管理問題。因為返修件的選擇和返修方案，包括修復程度、修復方法、修理計劃及組織等，都不是純技術問題。對這些問題必須進行技術經濟分析，才能達到科學決策。隨著材料科學的發展，應用先進材料和先進的表面涂層或處理方法，對有形磨損的零件進行修復或者進行表面改性來延長其使用壽命。

機械零件修復技術遵守的原則是“技術合理，經濟性好，生產可分”選擇零件修復的技術方法與步驟5項，1．掌握待修零件的損傷形式，部位和程度，了解零件的材質、物理，力學性能和技術條件。了解零件在設備中的功能和工作條件2．考慮和對照本單位的修復技術，裝備狀況，技術水平和經驗，并估算舊件修復數量3．對待修機械零件的各個損傷部位選擇相應的修復技術。4．全面權衡整個機械零件各損傷部位的修復技術方案5．最后擇優確定一個修復方案。

一、返修件的選擇更換對象的零部件：

(1)標準件例如：傳動帶、鏈條、彈簧和緊固零件等。

(2)標準化部件或裝置例如：滾動軸承、聯軸器、離合器、制動器、閥門等。

(3)小型專用易損件例如：軸瓦、活塞環、燈泡、開關、隔套等。

1。測繪返修件圖樣參考方法

1）認清度量基準是正確測繪的前提。測繪時，首先要找出零件磨損表面幾何元素的基準。

2）選擇失效件上未損壞的部分為測量的依據。

3）利用零件的對稱結構進行判斷磨損部分的原始形狀和尺寸大小。

4）利用配合件的相互關系，推斷出失效件的尺寸、精度、表面狀況及材質等技術條件。

5）充分運用設計手冊，熟悉標準化的各種資料，可容易地從失效件的形態查知原來的尺寸和技術條件。

6）利用機械原理的知識進行測算。齒輪失效件的測繪，

2。確定返修件的技術條件用戶確定的返修件技術條件，可能與原設計圖不符。確定返修件的材質時，先要從失效零件上辨認它使用的材料，再按機械設計的方法規定它的機械、物理性質。其它技術條件中，最主要是根據修復程度的決策，確定零件的尺寸精度和表面粗糙度。

三、幾種廣泛采用的修理新技術

1.熱噴涂:

將粉末或線狀的材料加熱到熔化狀態，再用高速氣流將此熔化狀態的材料吹成霧狀，射到零件表面上，形成一層覆蓋層，這種技術稱為熱噴涂。

熱噴涂可以隨著噴涂材料的不同，而獲得不同硬度和耐磨、耐熱、耐腐蝕、潤滑、導電或絕緣等特殊性能的涂層。這種技術常用于軸類零件、內孔、導軌和機件平面的修復和強化。經噴涂后的零件，一般都需要經過再加工才能使用。對于噴鋼件，加工過程包括滲油處理、除去虛浮涂層、機加工等幾個步驟。以等離子弧作為噴涂熱源的等離子噴涂，可使零件的壽命提高1—8倍。但是這種新工藝成本較高，而且由于高溫易使零件變形，不適宜修復薄壁零件。目前，用這種技術修復動力機械中的閥門、閥座、氣門等的磨損部位，取得了良好成效。

熱噴涂技術

是表面工程技術的重要組成部分，它利用電弧、等離子弧或燃燒火焰等將粉未狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱熔化或軟化形成熔滴、并以一定速度射向預處理過的基體表面、形成具有一定結合強度涂層的工藝方法。

熱噴涂技術可用來噴涂幾乎所有的固體工程材料，如硬質合金、陶瓷、金屬、石墨和尼龍等，形成耐磨、耐蝕、隔熱、抗氧化、絕緣、導電、防輻射等具有各種特殊功能的涂層。熱噴涂技術還具有工藝靈活、施工方便、適應性強及經濟效益好等優點，被廣泛應用于宇航、機械、化工、冶金、地質、交通、建筑等工業部門，并獲得了迅猛的發展

熱噴涂技術特點：

1、基體材料不受限制，可以是金屬和非金屬，可以在各種基體材料上噴涂；

2、可噴涂的涂層材料極為廣泛，熱噴涂技術可用來噴涂幾乎所有的固體工程材料,如硬質合金、陶瓷、金屬、石墨等；

3、噴涂過程中基體材料溫升小，不產生應力和變形；

4、操作工藝靈活方便，不受工件形狀限制，施工方便；

5、涂層厚度可以從0.01至幾毫米；

6、涂層性能多種種多樣，可以形成耐磨、耐蝕、隔熱、抗氧化、絕緣、導電、防輻射等具有各種特殊功能的涂層；

7、適應性強及經濟效益好等優點。常用的熱噴涂方法：

火焰噴涂、氧乙火焰粉末噴涂、氧乙火焰線材噴涂、氧乙火焰噴焊、高速火焰噴涂（HOVF）、電弧噴涂、等離子噴涂、大氣等離子噴涂、低壓等離子噴涂

大型低壓等離子

噴涂設備機器人和多工位

等離子噴涂設備SB超音速火焰噴涂系統

2．刷鍍技術在設備修理中使用電鍍技術，主要用于修復磨損量不大、精度要求高、形狀結構復雜、批量較大和需要某種特殊鍍層的零件。電鍍通常有槽鍍和刷鍍二種，槽鍍是傳統的一種電鍍技術。而刷鍍是在工件表面局部快速電沉積金屬的一種電鍍新技術。它創始于20世紀60年代，我國20世紀80年代開始研究和應用這一技術。刷鍍技術是從槽鍍發展起來的，其基本原理與槽鍍相同，都是用電解的方法使金屬表面獲得覆蓋層。刷鍍不僅能增大零件的局部尺寸，還可提高零件的耐磨性(如鍍鉻、鍍銅等)、抗腐蝕性(如鍍鋅、鍍鎳等)和表面導電性(如鍍銀)。刷鍍主要用于修復量小的零件，一般鍍層厚度在O．5mm以下。

電刷鍍的基本原理

電刷鍍技術需采用專用的直流電源設備，電源的正極接鍍筆，作為刷鍍時的陽極；電源的負極接工件，作為刷鍍時的陰極。鍍筆通常采用高純度細石墨塊作陽極材料，石墨塊外面包裹一層棉花和耐磨的滌棉套。刷鍍時使浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對運動速度在工件表面上移動，并保持適當的壓力。在鍍筆與工件接觸的部位，鍍液中的金屬離子在電場的作用下擴散到工件表面，并在表面獲得電子被還原成金屬原子，沉積結晶形成鍍層，隨著刷鍍時間的增長，鍍層增厚，從而達到鍍覆及修復的目的。電刷鍍的設備主要包括電源裝置、鍍筆與陽極以及各種輔助材料。

3．堆焊

堆焊是在零件表面堆熔一層金屬的焊接工藝。利用堆焊方法修復零件，可以恢復磨損零件的尺寸，還可以賦予零件工作表面一定的特殊性能，是修復零件的重要手段之一。在修復已磨損零件的各種方法中，堆焊方法有如下優點：

1)生產率高，可以快速得到大厚度的堆焊層，對磨損量大的零件特別適用。

2)一般情況下，無須經過熱處理就能獲得高硬度和高耐磨性的表面。

3)焊層與基體間的結合強度高。

4)堆焊設備不復雜，技術易于掌握：缺點:主要有堆焊焊縫和熱影響區容易產生裂紋，修復后的零件疲勞強度往往有所降低。埋弧堆焊、振動堆焊是目前應用廣泛的兩種堆焊方法。

實例1：

一臺上海產6135發動機，由于冬季在室外停放時忘記放水，缸體氣缸套處開裂一道長約4cm的裂紋，運用手工電弧焊修復工藝如下：

1)焊條：選用鑄612銅鐵焊條，焊條直徑3.2mm，焊后不進行機械加工。

2)清除污物：將裂紋周圍清洗干凈，包括油污、鐵銹，裂紋深處的油污和水用氧——乙炔火焰加熱，直到不冒煙為止。

3)修整裂紋：在裂紋兩端鉆φ3mm的止裂孔。為了增大結合強度，沿裂紋方向用手砂輪開出U形坡口，坡口開度120°，深4-6mm。坡口兩側25mm以內用鋼絲刷打光，露出金屬表面。

4)施焊：使缸體裂紋成水平位置放置，運條方向由兩端向中間進行，待整條裂紋焊補完畢后，再焊兩端的止裂孔。焊接速度為3.2-3.5mm/s，電流為80-110A。例2：

一臺康明斯發動機，缸體曲軸主軸承第二、三座孔同軸度誤差達0.13mm。由于軸承座孔上有軸瓦覆蓋，僅起支承及散熱作用，焊接強度要求不高，但精度需達到一定標準，考慮采用釬焊修復軸承座孔，然后在搪瓦機上加工成型。

1)釬料：由于曲軸主軸承處是受力部位，黃銅的結合強度在200mpa以上，因此選用黃銅。

2)清除污物：用油洗去或用火焰吹去座孔表面的污物，用砂布打磨，露出金屬表面，焊補過程中用硼砂清除焊層表面的氧化膜，可增加黃銅溶液侵入被焊金屬間隙的能力，保護焊層釬料和工件表面免受氧化。

3)施焊；如果座孔變形區較大，應分區施焊，每個區段的熔池力爭一次填滿。堆焊層要離出座孔基面3mm以上，留出充裕的機械加工余量。

4)機械加工：按規定力矩上好軸承蓋，在搪瓦機上按標準加工成型。

此外，我們曾用黃銅作軒料，用火焰加熱，修復過挖掘機門斗油缸蓋油封槽，6135發動機缸體兩缸套間的裂紋，兩缸套間下陷等，均取得良好結果。

4．噴焊將金屬粉末加熱后，噴涂并熔化在零件表面上形成焊層的過程叫噴焊。使用氧—乙炔火焰進行噴焊時叫作火焰噴焊。以等離子弧作為熱源的噴焊工藝稱為等離子噴焊。噴焊技術可用來修復表面磨損的零件。當使用合金粉噴焊時，可使修復件比新件更加耐磨。

YJPH—2000系列數控噴焊系統

5．粘接或膠接粘接是利用粘接劑把兩個構件或破損零件聯接起來的一種工藝。粘接劑簡稱為膠，它的作用取決于粘合力的大小。當兩個被粘合的物體進行膠接時，粘合強度隨著粘合劑與被膠接物體間的粘附力以及粘合劑本身的內聚力的增大而增強。通常，粘膠內部的內聚力總是大于它與物體間的附著力的。因此，膠接質量歸根到底是受粘附力的影響。膠接的優點是適用范圍廣，不論金屬材料、非金屬材料或金屬與非金屬之間均可進行粘接，不受尺寸形狀的限制。膠接時溫度低，不會產生熱應力和變形。但膠接也有它難以克服的許多不足之處，如不耐高溫，膠接強度比基體的強度低得多，粘合劑會老化變質等。

6，管道帶壓密封技術在流程式的工