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1、第四章 机械设备维修 4.1 机件修复（P59） 一、修复的意义检修更换下来的机械零部件修复再用，这样可节省大量资金，如1150轧机轧40-50万吨钢材后就得更换轧辊，而一对轧辊价值20多万元，而用合金3G-13堆焊辊面并磨好，只需花1.2万元，即可重新使用。有的机件修复好后性能比原来还好。,二、常用的修复方法 1、局部修换法如紧固件位移、零件调头或转向、部分更换、矫直等。 2、金属扣合法多用于大型铸件出现裂纹、折断情况时修复。要求配件与被扣合机件紧密贴合。 3、表面处理法 （1）表面机械切削加工处理：需有生产使用允许的加工余量，还有强度要求。 （2）表面机械强化处理：如喷丸、辊压处理表面，可
2、提高机件疲劳强度。 （3）表面热处理：如表面淬火（用火焰或高频电流加热机件后速冷使表面变硬，渗碳、氮化、氰化等，使机件表面化学成分变化。 （4）表面电火花强化处理：电火花加热自冷淬火。,（5）电镀修复法：使电解液中的金属离子沉积在机件表面上，如镀锌、镀锡、镀铜等，可防腐蚀，提高耐磨性。 （6）喷镀修复法：用高压空气将金属溶液喷吹成雾状敷在机件表面上，可填充机件粗糙面或损伤后的不平滑处。 （7）喷焊修复法：用氧-乙炔喷焊枪将合金粉末熔融后喷敷在机件表面。 4、焊接修复法常用电弧焊（手工焊，自动埋弧焊），气焊，钎焊。可修复有裂纹，折断的机件，缺点是易使机件受热变形且带残余应力。,5、粘合修复法将粘
3、合剂（胶粘剂）放入两物件待粘合面之间，粘合剂渗入物件粘合面空隙中形成机械粘附力，同时还和粘合面发生化学反应产生分子结合力，使两物体粘合在一起。粘合法适用范围广，但不耐高温。 （1）常用粘合剂的成分基料为合成树脂（或合成橡胶），如环氧树脂，氯丁橡胶等。添加剂有增塑剂（高沸点液体或低熔点固体有机化合物，如二丁脂，能与基料相溶但无化学反应，可提高基料的柔韧性，抗冲击性，耐寒性），固化剂（如乙二胺，能提高粘合剂的固化能力），填料（有机物或无机物，如金属料，石墨，石英粉，水泥，滑石粉等能提高粘合剂固化后的弹性模量、强度、热胀冷缩率、耐热性等，还能降低粘剂成本），稀释剂（如丙酮，可降低粘合剂粘度，便于施工
4、）。,（2）粘合剂分类分为无机胶（如硅酸盐胶，硼酸盐胶，磷酸盐胶，其耐高温，接头性能硬脆）、有机胶（如动物胶，植物胶，合成树脂胶，合成橡胶，其强度高，柔韧性好，但不耐高温）、混合胶等。有机胶粘合强度较高，柔韧性好，但不耐高温。无机胶能耐较高温度，800900，但接头性硬脆。,（3）粘合接头设计要领 粘合面设计尽量受剪切力而避免受直拉力； 选用膨胀系数与被粘合件接近的粘合剂； 下述公式基于粘结强度=被粘合件屈服极限思想。板与板搭接长度 mm粗细管套接长度 mm 受拉伸力时 mm 受扭剪力时 实心轴与孔套接长度 mm 受拉伸力时mm 受扭剪力时mm 受压缩力时,式中t被粘接件厚度，mm；0.2被粘
5、接件的拉伸屈服极限（允许有0.2%偏离值)，Mpa；t被粘接件当量厚度，t=w(D-w)/D，mm;D小管外径，mm；W小管壁厚，mm；0.2被粘接件的扭剪屈服极限（允许有0.2%偏离值)，Mpa；d实心轴直径。 （4）粘接工艺除油调胶粘接固化处理（控制固化压力、温度）机加工。,三、修复工艺的选择 1、对被修机件的适应性：任一工艺都有局限性，但不适应的不多。 2、修复层厚度：电镀层喷镀层下部。（2）修复：在轧机窗口内安放临时铣床，将窗口两侧面铣平，配制二钢滑板，沉头螺钉M27固定于机架上，使钢滑板间距符合原设计尺寸。,3、100t，1MN摩擦压力机机架修复（P70图4-19）（1）检测结果：机
6、架材料QT450-05，装曲轴的前孔破裂出现三条裂缝。（2）修复：拟用焊接与扣合键，加强板修复。 在裂纹尾部钻止裂孔； 垂直于两侧裂纹加工扣合键槽，再在裂纹上开坡口用4铁铜焊条，焊满坡口并剖平，可取扣合键槽两端圆头中心距L=220mm； 选材45钢制作扣合键，其两端圆头中心距L0L，如定L0=218mm，则键加热温度：t=(L-L0)/(aL0)+t0 式中L键槽两端圆头中心距，亦即扣合键加热膨胀后的长度mm；尺寸L和L0应以实测值为准计算；a扣合键材料膨胀系数，1/；t0环境温度， t拟加热扣合键到达的温度。圆头直径，可取=（1.6-2）B，B为扣合键的宽度。 本例机架修复可将扣合键加热到8
7、50后压入键槽。, 上部裂纹处位置狭小，不宜装扣合键，拟用加强板，先在裂纹上开坡口用4铁铜焊条焊满坡口并将焊缝磨平，再钻锥销孔，用锥销固定加强板，加焊。修复后试运转，负荷超过设计负荷10%仍无问题时算合格。例：t0=20，a= /，E键= Mpa，键=600Mpa实测得L=220.13mm，L0=218.21mm；则t=820=1760Mpa,4.2 桥式起重机主梁下挠处理（P72）新的桥式起重机主梁有一定上拱量，使用一段时间后此上拱量消失，逐渐产生下挠。这是一种普遍现象。主梁结构。 一、主梁下挠的危害 1、主梁下挠后小车向主梁两端行走阻力增大； 2、小车停不住将自行滑行至主梁中部影响操作；
8、3、两根主梁下挠程度若不同会使小车四个轮中有一个悬空，造成小车架受力不均衡； 4、大车走行机构会因主梁下挠而变形，影响传动； 5、主梁下挠严重时会导致主梁上的焊缝开裂。,二、主梁下挠的成因 1、使用不合理，如经常超载等； 2、环境温度影响，温度越高影响越厉害； 3、内应力影响，因主梁多为焊接式（箱体或桁架式）。尺寸大，内应力只有靠时效解决，新制主梁也可能有内应力，内应力将使主梁在使用过程中产生下挠变形； 4、不正确地存放，搬运，吊装也会影响主梁下挠。,三、用预应力矫正法处理主梁下挠 1、预应力矫正原理在主梁下部两端焊上支座，导入经预应力处理（冷拉并时效处理）过的拉杆（常用高强度螺纹钢筋），两端
9、拧上螺母，使主梁恢复拱量。设置预应力拉杆不仅能使主梁下部使用时受拉应力处预先收到压应力，有利于抵消使用时受到的拉应力，而且设置拉杆使主梁横街面积相对增大，承载能力相应提高。,2、主梁下挠处理计算 （1）无小车时主梁挠度矫正量fc（主梁中点上移量）fc=fs+yc (mm） 式中fs无小车时主梁所需上拱量。一般桥式起重机出厂时主梁原始上拱量f0=0.8Lk/1000 mm，下挠后矫正取fs= 0.5Lk/1000 mm，因有预应力拉杆相对增大了主梁承载能力。Lk主梁跨度，mm；yc无小车时主梁中点下挠量（可用水准仪或拉钢丝测得，拉钢丝测量时应加上钢丝本身挠度y=qx(L-x)/2Q mm，Q线锤
10、重量，kg；q单位长度钢丝重量，kg/mm；x主梁中点至挂线架距离，mm。,（2）主梁下的拉杆强度计算按单个主梁计算时，下方几根拉杆共受最大拉力Nmax;Nmax=N+Nf (N) 式中N无小车时单个主梁几根拉杆共受拉力，N=fc/fc1；（N） fc1无小车时单个主梁几根拉杆受单位拉力时上拱量， Lk主梁跨距（车轮中心距），mm；Ln拉杆作用长度，mm；e拉杆轴线至主梁中性层x-x的距离，mm；Ek主梁材料弹性模量，N/ ;Jx主梁横截面对x-x轴的惯性距， ;Nf有满载小车停在主梁中部使单个主梁下方拉杆受到的附加拉力，NfP/(+1+2)（N）；P小车载荷引起拉杆变形量，P=P*e*Ln(
11、2Lk-Ln)/(4Ex*Jx) mm；,P一个小车轮承受的最大载荷，P=（KQ+G）/4 （N）；K启动提升重物时动载系数，实测K=1.13-1.15；Q起重量，N；G小车自重，N； 拉杆单位载荷变形量，=Ln/(En*Fn) (mm/N)；En拉杆弹性模量，N/ ;Fn拉杆横断面积, ( );1主梁下部单位载荷变形量（柔度），1=Ln/(Ek*Fk) (mm/N);Fk主梁横断面积; 2在附加拉力Nf作用下主梁上拱将引起的单位载荷压缩变形量， mm/N 拉杆强度应满足max=Nmax/n*F1= 式中n单个主梁下拉杆根数；F1一根拉杆的横断面积，,（3）拉杆支座焊缝强度计算 焊缝承受最大剪
12、应力 max=QH/FH (N/ ) 式中FH焊缝有效断面积，FH=0.7ZhL( );h焊缝高度，mm；L焊缝长度，mm;Z一个支座焊缝条数；QH焊缝受剪力，QH=Nmax焊缝承受最大压应力max=MH/WH (N/ ) 式中MH焊缝受弯矩，MH=QH*C (N*mm2)C拉杆轴线至主梁下部距离，mm;WH焊缝抗弯断面模量， ;支座焊缝强度应满足 =,（4）预应力矫正主梁下挠实例拉杆计算： fs=14mm，yc=26mm，fc=fs+yc=40mm，fc1= mm/NN=fc/fc1= N，Nf= N，Nmax=N+Nf= N。Fn=4100 ，n=4，拉杆压力max=Nmax/n*F1=2
13、88Mpa=320Mpa支座计算：QH= N，FH=75200 ， max=QH/FH= MH=QH*c= N*mm WH= mm3，max=MH/WH= 支座焊缝应力=55.5MPA=70Mpa。,四、用火焰矫正法处理主梁下挠 1、火焰矫正法原理用氧-乙炔火焰加热主梁下部至600-700，用千斤顶与立柱顶起主梁中部，使主梁产生较大上拱量，冷却后上拱量应达到要求值，否则再次加热顶起使上拱。上拱后紧贴主梁底板焊槽钢或钢板加固防止恢复下挠。 2、火焰矫正法操作加热部位取在主梁中性层以下，对Q235-A钢板焊的主梁加热，温度取700左右，用千斤顶顶起主梁中部，使产生上拱冷却后达到所需上拱量，在主梁底
14、板上焊槽钢或钢板加固。 3、火焰矫正法的优缺点 优点：操作简便、快捷、容易实现矫正。 缺点：处理后的主梁承载能力有所下降，使用不长时间可能会重新出现下挠。,4.3 轧钢机检修（P84）以800可逆式开坯轧机为例。 800开坯轧机主要包括主传动系统（主电动机，联轴器，人字齿轮座，万向连接轴），机架，轧辊，上轧辊压下及平衡装置，换辊装置，机架辊等检修项目。 一、检修准备工作 1、初步查清各部分缺陷情况，列出缺陷项目清单，确定检修日期，工期。 2、准备设备备品：掌握已有备品情况，有些备品需新加工，如万向连接轴巴氏合金轴瓦研磨，半圆瓦研配，适量检查压下螺杆与压下螺母接触情况。 3、准备机具，索具：准备吊装用的机具，索具及拆卸压下螺母用的T形工具，卸载大螺母用的扳手等。,
