高分子复合材料在门座式起重机零部件磨损修复中的运用研究

葛晓鹏

（山东港口集团烟台港股份有限公司矿石码头分公司，山东 烟台 264000）

在设备长时间运行过后，其相关零部件往往会出现一定程度的磨损问题，而想要使磨损零部件能够快速恢复其原本所具有的使用性能，并能有效降低设备的维修成本，使设备零部件的循环利用率得到提高，需要合理应用高分子复合材料。具体来说，相关工作人员需要结合港口起重机零部件的具体材质和使用环境要求以及载荷要求等，并根据零部件的磨损程度，合理将高分子复合材料在门座式起重机的电机、滑轮、减速箱以及制动轮当中进行应用，可以有效修复磨损问题。对此，相关工作人员需要制定出完善的修复流程和工艺步骤，从而对港口设备进行快速修复，实现设备的再制造目标[1]。

1 高分子复合材料修复技术

高分子复合材料具体来说，主要将高分子聚合物、金属以及陶瓷超细粉末等作为具体基料，并通过固化剂和固化促进剂的作用，经过复合形成全新材料。高分子材料在具体固化过程当中，往往会产生十分强大的结合力，而模具和修复部位具有一定的对应关系，因此可以有效保证修复部位和配合部位之间的尺寸相符合。具体来说，当设备出现磨损问题后，可以将此高分子材料在其磨损表面进行涂覆，这样一来，材料可以快速发生固化，并形成相应的表面涂层，具有较大的接触面积，而且不会轻易发生应力变形等相关问题，可以使磨损零部件快速恢复原有性能。对比传统修复工艺，高分子材料的粘力十分强大，抗压强度也很高，同时还具有着耐磨损性和耐腐蚀性等相关性能，不需要受到补焊热应力的影响，而且零部件的修复厚度不受到相应的限制。对于不同的部件来说，其运行状态也会有所不同，同时零部件的磨损情况也会存在一定的差异。通过合理应用相关的修复技术，不仅可以使设备的原有性能更加快速和简单的恢复，而且还能够节省维修成本，缓解相关工作人员的劳动强度，提升修复效率[2]。

2 高分子复合材料的基本特性分析

一般情况下，高分子复合材料可以分为基本材料和增强材料，结合相关机体材料的性质进行划分，复合材料在具体使用过程中可以分为以下几种类型，分别是有机基复合材料、金属基复合材料以及无机非金属基复合材料。机体材料对该分子复合材料的基本性能会产生一定的影响，而根据其材料结构和工艺等方面存在的差异可以将其具体划分为热固性复合材料和热塑性复合材料。

2.1 性能的可设计性

热固性复合材料没有特定物质成分，因此其性能也并不固定。在对材料进行应用时，可以结合材料的基本性能和实际形状，对增强材料和基本材料进行选择。这也就是说，复合材料的总体性能可以得到设计，具有可设计性。在对复合材料进行应用时，需要结合材料的具体应用环境进行分析，加大对设计环节的重视程度，确保材料性能能够满足环境的相关条件要求。

2.2 结构形状无限制

和传统材料相比，热固性复合材料在钢材和木材等方面存在着明显的差异。热固性复合材料具有着十分明显的优势，其可以通过树脂改性技术，对相关工程材料进行高性能设计，从而设计出具有良好耐高温和防火性能的材料。

3 技术修复流程

门座式起重机也被称之为门机，是在港口位置进行装卸和生产的一项重要设备，其具有起升、行走、旋转以及变幅等机构。在该装置当中，轴和轴承在具体操作时，由于会受到较大的扭矩力和挤压应力，因此一旦轴和轴承之间出现配合间隙，会导致轴颈和轴承内圈或者轴承室磨损现象加重，设备在具体运行时将会发出很大的噪声，同时还会产生较大的振动，这使设备的工作性能有所下降，严重情况下，可能会导致轴承和轴出现损坏问题，最终造成停车。当出现此类问题后，往往需要花费大量的时间来对设备进行修复。而且在具体维修过程中，如果采用传统焊补修复的加工方式，容易导致相关材质出现损伤问题，甚至造成部件的变性或者断裂等问题，所以具有一定的局限性，而在采取电镀和喷涂等相关技术时，对零部件的修复尺寸有着严格要求，而且加工工艺十分复杂，维修时间相对较长，维修成本也比较高。对此，相关工作人员可以采用高分子复合材料修复技术，其不仅能够有效修复相关磨损问题，保证设备各零部件的正常工作，而且还能够节省维修时间，实现零部件的循环使用，极大的提升了企业经济效益。相关工作人员在应用高分子复合材料时，首先应该制定出完善的修复技术路线，具体来说，在经过现场拆解和故障检查后，可以根据门机部件的具体材质和使用要求以及载荷强度等，对其故障原因进行分析，从而合理地挑选高分子复合材料，规范相关的涂覆工艺，并确保工艺的可行性。在对高分子材料进行选择时，相关工作人员需要对港口设备的运行环境和磨损情况进行充分了解，同时还需要对设备零部件的耐磨性能和耐腐性能等进行兼顾和考虑，从而合理地找到最佳修复材料，并确定相关修复工艺，评价部件的修复质量。门机零部件磨损问题在应用高分子复合材料进行修复工作时，其主要流程包括拆解、清洗，然后对零部件进行评估监测，之后让零部件恢复干燥状态，并涂覆高分子复合材料，当其固化后则可以进行精度加工，最后开展质量检测[3]。

4 应用情况

4.1 设备快速维修

由于港口的生产工作十分繁忙，门座式起重机容易出现轴以及轴承位和轴承室磨损故障问题。为了有效保证港口生产工作的顺利开展，需要对出现磨损故障问题的原因进行排查，并及时进行修复。而如果使用高分子修复材料，则可以在生产现场快速完成修复工作，使零部件能够恢复运行状态。例如，门座式起重机的起升支持机减速箱在具体运行时出现了异常响动。在将相关设备拆解后发现，门机的高速轴承室出现了磨损问题，表现为单边磨损，磨损量约为0.2mm～0.4mm。在确定故障问题后，相关工作人员经过协商，最终采用高分子复合材料WD111铁质修补剂，其具体过程如下。首先，需要对零部件的表面进行处理，将轴承室表面的相关油污等杂质，使用火焰来进行烘烤，这样一来可以有效清除杂质。然后，需要对表面进行打磨。直到表面能够露出基材的本色，同时还应尽量粗化，从而使粘接面积增大[4]。其次，需要进行清洗和干燥。相关工作人员可以使用酒精来对其表面进行清洗和打磨，从而将一些残存的油污去除，确保零部件表面没有油污和水等，之后使用火焰来进行干燥处理。然后，相关工作人员可以使用混合修补剂，其主要由A、B两个组分所构成，需要按照规定的配合比进行调制。将A、B两组分在干净的平板上放好，之后将其充分进行搅拌，一直到颜色混匀成一致。混合修补剂调制好后，需要进行涂覆，先使用刮板将已经混合好的材料在零部件待修表面进行涂抹，先涂少许修补剂，之后使用刮板对其进行反复的按压，确保材料和基件能够充分浸润，之后再将剩余的修补剂进行涂覆，同时还要留出余量，方便进行加工。在涂覆结束后，需要按照规定时间和规定的室温进行固化处理，如果维修时室温相对较低，则可以使用热风枪来进行保温加热，时间一般约为3个小时，这样可以使涂层的性能得到有效提高。最后，需要在材料固化后，将其进行加工，使其和原配合尺寸相符合。

对此方案进行使用，往往只需要8个小时便能完成相关的维修任务。如果采用传统工艺修复手段，需要将减速箱整机在门机机房内进行拆除，之后还需要外出送去加工和修复，而且修复结束最快也得3-5天，因此采用传统工艺所花费的时间较长[5]。

4.2 旧件修复

为了确保相关废旧零部件能够有效发挥出自身价值，实现绿色维修，相关工作人员可以将库存当中的一些废旧轴使用高分子复合材料来进行修复。对于旧件的修复，其主要以相关零部件再制造的评价和设计、零部件失效机理分析以及剩余寿命评估作为主要核心内容，可以有效对零部件的使用和管理进行完善和优化。在具体的设备维修工作当中，可以将更换下来的部分旧件，经过具体的拆解后进行相应检测，从而对相关零部件的磨损程度、内部缺陷问题以及表面质量和机械性能等内容进行了解和掌握。对于那些经过检测确认合格的旧件进行保留，需要确保其不存在裂纹等相关缺陷，之后则可以制定修复方案。具体来说，相关工作人员主要采用高分子修复材料，需要对其种类等进行选择，并合理地开展相关修复工艺操作，对旧件进行涂覆，当其固化后再通过机械加工等方式，使相关零部件能够加工到具体的设计尺寸。对于加工结束后的零部件，需要将其依次经过硬度、裂纹、应力检查等相关质量检测项目，确保该零部件的各项性能都能够满足使用要求，之后则可以具体将其在设备中进行应用[6]。

5 结语

综上所述，通过对高分子复合材料修复技术进行应用，能够快速修复相关港口设备，确保港口生产环节的有效开展。与此同时，通过该技术的有效应用，还能够赋予相关废旧零部件全新生命，有效形成了一个设备从使用到损坏，从再制造到再使用的封闭循环体系，这可以极大地降低设备维修成本，而且还能够保证相关设备的安全稳定运行。对此，相关企业需要对此项技术应用加大重视，并有效的将其在设备维修工作进行应用，全面提升设备的维修技术水平，同时其与我国目前倡导的节能、环保等相符，能够进一步促进企业自身的持续发展。