煤矿机电设备超差修正技术研究理工科技论文.doc

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煤矿机电设备超差修正技术研究_理工科技论文【摘要】在煤矿机电设备的检修过程中，常常会遇到一些轴的轴承位或轴瓦因长时间运行磨损，致使外（内）径的公差超出配合范围而不能正常使用，一根轴或一副轴瓦少着数百元，多着数千元。如果仅因此而使一根轴或一副轴瓦报废无疑会增加原煤成本，有时会因一时购不到配套的轴或轴瓦影响原煤生产。许疃煤矿在日常检修中利用堆焊、翻砂和电刷镀等超差修正技术对电机轴、副井电机轴瓦、副井天轮轴瓦等工件成功地进行了超差修正，取得了一定的经济效益并保证了矿井的正常生产。

【关键词】超差修正；堆焊；翻砂；电刷镀1.堆焊方法的运用堆焊超差修正方法是在零件超差部位采用电焊堆焊的方式将轴的外径（或轴瓦内径）一周堆焊至超过原公称外（内）径，再上车床对轴（轴瓦）进行机加工至原技术要求外（内）径数值，达到修正超差的目的。

1.1堆焊焊条的选用1.1.1许疃煤矿对于转速较低的胶带滚筒轴可选用普低钢焊条（J506焊条），该焊条是低氢型药皮的普低钢焊条。具有良好的机械性能和抗裂性能，交直流两用。

1.1.2许疃煤矿对于转速较高的电机轴，可选用铬钨钼钒冷冲模堆焊焊条（D322焊条），该焊条是钛钨型药皮的堆焊焊条，可交直流两用，堆焊时电弧稳定，脱渣容易，可用来修复要求耐磨损性能较高的机械零件。

1.2堆焊的要求1.2.1许疃煤矿焊前必须对焊件清除铁锈、油污、水分等杂质。

1.2.2许疃煤矿焊前将焊条经250~350℃烘箱烘焙一小时，随烘随用。

1.2.3许疃煤矿施焊过程应就施焊部位对称施焊，减少工件变形程度。

1.2.4许疃煤矿用直流电源时，焊条接正极。

1.3堆焊方法超差修正的优缺点1.3.1许疃煤矿优点该方法条件要求简单，日常生产中可以随时进行，操作方便，完成速度快。

1.3.2许疃煤矿缺点对电焊工技术要求较高，对于轴瓦等易变形工件，由于施焊过程易造成工件各个部位受热不均匀，使工件变形较大，一般不用于轴瓦等易变形工件的修正。

2.翻砂修复零件超差工艺翻砂工艺是以型砂和芯砂等材料做铸型，将液态金属浇注铸造型的空腔中，待冷却凝固后，以获得铸件的方法。

翻砂修复零件超差工艺是将被修复零件固定在型砂和芯砂中间，在被修正面涂上液态锡，巴氏体溶液与被修正面结合，达到增厚目的，再经车床切削加工，完成对超差零件的修正。

2.1许疃煤矿关键技术是零件修正面与巴氏合金的结合为解决修正面与巴氏合金的结合问题采用人工用细砂布打磨修正面后，将零件整体加热并在修正面均匀涂上锡金属来解决其结合问题。

2.2许疃煤矿主要指标金属铸型整体预热至300℃，巴氏合金液温度控制在680~720℃，浇注后整体放入200℃的烘干室缓慢冷却4~5 h至常温。2003年6月，平煤十三矿副井中绞车电机轴瓦因长时间磨损而导致其内径超差较大，需修正。经处理，副井绞车电机轴瓦内径由直径186mm恢复到直径180mm，达到设计要求。经过对副井电机轴瓦超差的成功修正，使用几个月后，轴瓦的各项性能与出厂时基本一致，该技术的成功对解决超差较大的零件的修正找到了一条有效途径。

2.3许疃煤矿优缺点优点：有效防止工件变形，修正尺寸可由几毫米至数毫米厚，适用范围较广。缺点：对于超差尺寸小于2mm的工件，由于浇注成型后上车床车削时铸层易与原工件接触面分离或造成修正失败。

该技术是在国内普遍使用的铸造方法的基础上，加上挂锡和缓慢冷却等方法，使巴氏合金与铸铜件有机的结合，再上车床切削，以达到零件超差的修正，较整体铸造节省成本。

3.电刷镀工艺在工件超差修正中的应用电刷镀属金属表面工程技术领域，它是运用电化学沉积的原理，在导电表面的选定部位快速沉积指定厚度的金属镀层的表面新技术。该技术是电化学沉积的一种特殊形式，电刷镀时工件不需要进入镀槽，包裹外的阳极与工件刷镀表面接触处形成“镀槽”，阳极和工件之间存在相对运动，加上电刷镀电源、镀液、工辅具的进步，电刷镀技术具有以下特点：①设备简单，操作方便；②镀层质量高；③刷镀时工件温度低，一般≤70℃，不会引起工件的变形，残余应力表面金相组织的变化；④适应性强，可以对不同外部形状和不同镀件进行刷镀作业，对大零件和特殊需要的零件可以实现不解体和现场刷镀；⑤对环境污染小。

3.1关键技术快速铜电刷镀液的配制方法：称取甲磺酸铜460g放入容器内，加蒸馏水至900mL，搅拌溶解，用甲磺酸或碳酸铜调节溶液的pH=1.4~1.5，加蒸馏水使溶夜体积达1000mL。快速铜镀的电刷镀工艺参数：①耗电系数：0.095 A?h/（dm2?μm）；②工作电压：4~15 V；③相对运动速度：15~40m/min；④使用温度：30~50℃。快速铜镀液的使用注意事项：①快速铜镀液不能直接在钢铁基体上刷镀，应用镍或碱铜作过渡层；②快速铜镀层一般用于不重要场合恢复尺寸；③镀液应在30~50℃范围内使用；④要合理选择电压、相对运动速度，如镀层出现深褐色，表示规范不合适，应调整规范并去除深褐色层直至露出粉红色表面，继续进行刷镀；⑤镀液由天蓝色变成白蓝色、镀层表面出现褐色，表示镀液中铜离子已空乏，镀液应报废，更换新液继续刷镀。

3.2操作步骤以许疃煤矿副井天轮轴瓦电刷镀为例，铜和铜合金的电刷镀工艺：①打磨。用水砂纸蘸水打磨机械设备待镀表面。②电净。电净液（TGY-1），（+），12~15 V，时间5~15 s，工件表面水膜能均匀摊开，不呈珠状。③刷镀镍层。特殊镍（TDY101）或快速镍（102），无电擦试3~5s，通电，（+），12~15 V，阴阳极相对运动速度10~15m/min，δ=0.005~0.01 mm左右。④水冲。彻底去除工件表面残留的镀液。⑤活化。2#活化液（THY-2），（-），10~12 V，5~15s，表面呈银灰色或黑灰色，镍镀层表面呈灰色。该工序时间尽可能短，以免过多腐蚀原有铜层上面的镍镀层。⑥水冲。彻底去除工件表面残留的2#活化液。⑦工件刷镀铜层。碱性铜溶液，无电擦试3~5s，通电，（+），15V，阴阳极相对运动速度12~15m/mm，至所需厚度。

3.3该项目与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较3.3.1许疃煤矿零件表面的强化由于电刷镀可以获得数量众多的单金属、合金和复合镀层，因此在某些场合下可以替代常规的表面强化工艺，获得高硬度、耐磨、耐蚀或减磨性的表面，可以简化工艺提高零部件的使用寿命、安全性和经济性。

3.3.2许疃煤矿超差零部件的修复由于加工失误或在使用过程中所引起的零部件的尺寸或几何精度的超差，可以用电刷镀来进行修复，以恢复零部件的使用性能。大量的实践证明，采用电刷镀修复的零部件其使用性能和寿命往往优于新件，从而实现了人们长期以来追求的“改善性维修”之目的。

3.3.3许疃煤矿表面改性选用合适的电刷镀层可以改善摩擦付的匹配，提高表面的导电、导磁、反光或吸光能力，改善表面的耐腐蚀性能，改善表面的钎焊性能。

3.4优缺点3.4.1许疃煤矿优点①本工艺克服了以往翻砂、堆焊等工艺引起的变形、残余应力及表面金相组织的变化等缺点，可以获得性能优、结合强度高的镀层，对于大零件和特殊需要的零件可以实现不解体和现场刷镀；②提高表面的防氮化、防渗碳或抗氧化能力，可对工艺品或艺术品表面进行装饰。

3.4.2许疃煤矿缺点该方法要求的工艺复杂并且对于超差尺寸较大工件的修复需要的时间长，从经济方面考虑也不可取。【参考文献】［１］黄鸣霞,张鹰,张超.零件超差修正技术在煤矿机电检修中的应用［J］.中州煤炭,2007,(02).