劉成寶

（沂州集團(tuán)沂州工業(yè)園 山東臨沂）

一、問題

沂州集團(tuán)沂州工業(yè)園水泥公司為2500 t/d的干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，2005年投產(chǎn)使用，回轉(zhuǎn)窯窯頭、窯尾煤粉計(jì)量采用的德國(guó)申克秤，規(guī)格型號(hào)K40。2012年4月，窯頭申克秤的計(jì)量秤經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng)引起跳停，因秤內(nèi)部有波動(dòng)大自鎖保護(hù)裝置，多次引起跳停，給定為7 t，但下料計(jì)量反饋會(huì)在3～12 t波動(dòng)。聯(lián)系廠家服務(wù)人員，經(jīng)廠家工程師對(duì)現(xiàn)場(chǎng)軟件程序檢測(cè)，控制儀器及系統(tǒng)反饋正常，懷疑是設(shè)備本身零部件磨損。

解體檢查發(fā)現(xiàn)，申克秤的核心部件空氣軸承主軸外鍍陶瓷磨損，間隙已達(dá)0.4 mm，且有多道劃痕，減速機(jī)箱體內(nèi)幾套軸承間隙也過(guò)大。

根據(jù)空氣軸承技術(shù)要求，空氣軸承配合間隙應(yīng)為0.04～0.06 mm才可以形成空氣軸承，軸與軸套之間互不接觸。如果磨損超出這個(gè)范圍，尤其是現(xiàn)在間隙磨損到0.4 mm，形不成空氣軸承了，會(huì)造成軸與軸套之間間隙偏移，軸與軸套產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致計(jì)量輪受力不均勻，運(yùn)行不平衡，造成給料反饋波動(dòng)，這就是造成計(jì)量秤波動(dòng)和保護(hù)跳停的原因。

聯(lián)系申克秤服務(wù)處得知，如維修需整機(jī)拆下送回德國(guó)總部，至少也要一個(gè)多月。如購(gòu)買主軸和軸套配件修復(fù)，該型號(hào)已停產(chǎn)，無(wú)相關(guān)配件。如更換為K50型號(hào)的計(jì)量秤，報(bào)價(jià)67萬(wàn)元，供貨期至少一個(gè)月。

經(jīng)過(guò)分析，減速箱軸承間隙過(guò)大是小問題，按原型號(hào)和廠家（FAG）購(gòu)買來(lái)更換就是了，關(guān)鍵是空氣軸承外鍍陶瓷主軸的磨損超差，既然空氣軸承主軸與軸套間隙過(guò)大，就要恢復(fù)主軸與軸套間隙，使其在技術(shù)要求范圍內(nèi)。該空氣軸承是在鋼主軸外鍍厚度1 mm的陶瓷，與空氣主軸配合的軸套為上下兩部分，中間為壓縮空氣通道，要求間隙嚴(yán)格控制在0.04～0.06 mm（圖1），軸與軸套共同構(gòu)成了空氣軸承。

二、修復(fù)方案

（1）將主軸套孔采用內(nèi)孔磨床磨修復(fù)圓。按修磨圓后孔的尺寸將陶瓷主軸烤瓷后外圓磨削修復(fù)至配合尺寸。

（2）空氣陶瓷主軸用外圓磨床磨修圓，根據(jù)主軸磨修尺寸，將主軸套孔車大至配合間隙4 mm后精磨修，再加內(nèi)孔套（熱裝）后磨修至配合尺寸。

圖1 空氣軸承結(jié)構(gòu)

（3）將空氣陶瓷主軸用外圓磨將陶瓷全部磨去修圓，根據(jù)修磨后的尺寸，將軸套孔加工磨修圓至主軸尺寸+（2～3）mm。再將主軸原軸承部位加上聚四氟乙稀軸套，根據(jù)孔修磨尺寸，將主軸加工修磨至配合尺寸保證軸與孔間隙在0.04～0.06 mm要求范圍內(nèi)。

比較以上方案，第一種最理想，但烤瓷修復(fù)工藝操作，限于單位情況無(wú)法實(shí)施。第二種方案加工軸孔，因?yàn)檩S套為上下兩部分。軸套修復(fù)工藝復(fù)雜，難度大，精度難掌握，但主軸可以保留原陶瓷材料。第三種方案，加工工藝可靠，但去陶瓷后采用聚四氟乙稀材料沒把握。此后經(jīng)過(guò)考察咨詢，現(xiàn)在的各類型申克秤的主軸采用聚四氟乙稀材料的也不在少數(shù)，許多精密機(jī)床上的空氣主軸也采用的聚四氟乙烯軸套工藝，因此選用第三種修復(fù)方案具有優(yōu)勢(shì)。

修復(fù)過(guò)程中注意到一個(gè)細(xì)節(jié)，軸套磨修后需拆開清理風(fēng)道，而上下兩部分軸套原為螺釘固定，固定尺寸不準(zhǔn)確，裝配后會(huì)出現(xiàn)不同軸情況。要達(dá)到同心，需加工配合尺寸和精度很高的定位芯軸才能保證裝配精度，為避免此情況發(fā)生，在拆卸前采取在上下軸套上先鉆兩個(gè)3 mm的定位孔并配車定位銷的方法，保證了裝配定位精度。

技術(shù)人員懷疑聚四氟乙烯的硬度和耐磨性達(dá)不到陶瓷的性能，分析后認(rèn)為，因空氣軸承的軸套一周是間隙均勻的壓縮空氣氣墊，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)理論上認(rèn)為軸與軸套之間基本不接觸，在保證主軸在軸套間的同軸度運(yùn)轉(zhuǎn)及周圍壓縮空氣等壓的情況下，理論上空氣軸承是不會(huì)產(chǎn)生軸與軸套的接觸磨損的，與軸的硬度高低關(guān)系不大，采用聚四氟材料可行。

在維修過(guò)程中，嚴(yán)格按照制定的修復(fù)工藝及步驟去實(shí)施，從解體、修復(fù)、裝配、調(diào)整，共計(jì)用了3天時(shí)間，修復(fù)后使用至今運(yùn)行正常。期間在2012年12月和2013年7月停窯檢修期間進(jìn)行了解體檢查，聚四氟乙烯套幾乎無(wú)磨損，符合修復(fù)前的推斷，修復(fù)相當(dāng)成功。