堆垛机铸铝电机支架底座断裂修补

2021-08-27 09:15季小波陈建军
设备管理与维修 2021年11期
关键词:清洗剂胶水螺栓

季小波,陈建军

(南通醋酸纤维有限公司机械维修部,江苏南通 226007)

1 问题

一台铸铝材料堆垛机电机支架底座断裂,前半底座完全断开,部分结构断裂碎片缺失(图1),断开部分仍存在裂纹(图2),断面磨光后可见密集孔穴(图3),断面厚度7.5~20 mm。此堆垛机为多年前瑞士进口产品,电机支架采购周期长、价格昂贵。因现场急需使用,即决定自行修复。

图1 电机支架底座断裂件

图2 断裂件裂纹

图3 断面孔穴

2 解决方法

2.1 维修方式的选择

该类问题常用的维修方式主要有焊接、胶粘和铆接,对这三种维修方式进行可行性分析。

2.1.1 焊接

(1)由于铸铝材料铸造件自身存在的缺陷,在焊接过程中易产生夹杂、气孔、裂纹、过烧、泛渣等焊接缺陷。焊接强度低、焊口成粉末状,导致铸造铝合金的焊接性能差[1]。

(2)断面已发现大量孔穴,焊后密集气孔可能极大,且由于孔穴会大大减少焊缝连接面积,降低焊缝强度。

(3)铸铝合金塑性差、热膨胀系数大,以及电机支架本身结构限制只能采取外侧焊接,采取刚性固定以保证结构尺寸后必然会导致大的内应力,增加了焊缝的裂纹倾向[2]。综上所述,该电机支架不宜采用焊接方式进行修补。

2.1.2 胶粘

(1)胶粘对于连接的材料之间要求很低,连接对象可以材料相同,也可以将材质、厚薄、软硬不同的材料进行稳固连接。粘接操作简单、快捷高效,已广泛应用于密封堵漏、连接零部件、加固配合件[3]。

(2)胶粘修补容易保持结构断前尺寸,断面密集孔穴可以增加胶粘接触面积,提高胶粘强度。

综上所述,该电机支架可以采取胶粘方式修补。

2.1.3 铆接

结合电机支架的使用,允许在电机支架底部和侧面增加外加强,外加强通过螺栓与断开结构连接。

结论:由于断面为长条形,且电机支架中的齿轮长期处于旋转运动,单独使用胶粘技术难以保证连接强度,单独使用铆接难以避免旋转振动导致的轻微移位,决定采取胶粘与铆接结合的方式进行修复。

2.2 维修措施

(1)选择合适的胶水。对比三种胶水(表1)得出,ergo.1307的粘接强度、耐冲击、耐腐蚀性能最好,且施工时间和耐温性能适宜,并可用胶枪涂布便于混合均匀,选择ergo.1307 作为修补胶水。

表1 胶水性能对比

(2)确定外加强铆接螺栓。考虑外加强底面需保持平整,且过大螺栓可能进一步破坏结构,决定使用M5 的不锈钢沉头螺栓。

(3)制作底部和侧面外加强。从耐腐蚀方面考虑,决定使用304 不锈钢作为外部加强材料;由于侧面为不规则弧形,且尺寸较小,为了方便手工成型,决定使用2 mm 钢板,先把底部和侧面加强作为整体切割,然后将两侧部位折弯90°,进行初步手工成型,再将两侧部位从折弯处割开,最后对两侧加强进行最终成型以尽量贴合支架结构,并将底面加强整平(图4);结合电机支架的结构形式,在外加强上确定螺栓孔的位置,对外加强上的螺栓孔先行钻孔(图5)。

图4 外加强初步成型

图5 外加强钻孔

(4)对电机支架前部断开段仍存的裂纹部位进行抛光,在裂纹尖端钻直径4 mm 的止裂孔(图6)。

图6 止裂孔

(5)为了避免使用过程中内部油脂通过缺失部位逸出,使用铝合金割取相应形状、厚度的嵌补块填补支架缺失部位。

(6)对断裂部位和嵌补块通过钢丝刷打磨、清洗剂喷洗进行彻底清洁。

(7)使用胶枪配合混合管对断裂面和嵌补块涂布胶水,注意每次前段30 mm 的胶水舍弃不用。

(8)用C 形夹对涂布胶水并整合后的电机支架进行压紧,用刮刀清除内外表面挤压出的多余胶水,移位至空调间(图7)。约36 h 后表面胶水完全凝固。

图7 胶粘后夹持

(9)为了防止嵌补块的胶水失效,在嵌补块的板厚方向用直径4 mm 的螺栓与电机支架底面进行铆接加固,突出底面的螺栓割除磨平。

(10)用已钻孔的外加强对电机支架的底面、侧面进行配钻并攻丝(图8)。

图8 结构配钻孔

(11)对电机支架底面、侧面和外加强内表面用百叶轮磨光并用清洗剂喷洗,清洗剂喷洗后需用无纺布擦拭,然后继续用清洗剂喷洗,直至干净的无纺布擦拭后无明显油污。

(12)对电机支架底面、底面外加强内表面涂布胶水,快速将外加强与支架螺栓连接。

(13)对电机支架侧面、侧面加强外表面涂布胶水,快速将外加强与支架螺栓连接。

(14)将外加强边缘、裸露的通孔用胶水密封。

(15)将电机支架整体移至空调间等待固化(图9)。

图9 结构固化

(16)胶水固化后,将底面突出的螺栓头割除磨平。

(17)用氩弧焊将侧面和底面加强焊接为一体,底面突出焊缝磨平,整体焊缝磨光。

3 修复成效与建议

修补后的电机支架已正常工作超过5 个月,延长了支架的使用时间,节省维修费用,减少了设备停用时间。建议铸铝件,特别是断面呈密集孔穴时,不宜进行焊接维修;对焊接性差的断件,选择合适的胶水,胶粘结合铆接可以获得良好的维修效果。

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