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分析激光熔覆技术如何应用于曲轴修复

  发表时间:2015年07月23日 

  【摘要】激光熔覆技术兴起于20 世纪80 年代。它是利用具有高能密度的激光束使某种特殊性能的材料熔覆在基体材料表面与基材相互熔合,材料表面与基材相互熔合,形成与基体成分和性能完全不同的合

  【关键字】激光熔覆技术,曲轴修复

  激光熔覆技术兴起于20 世纪80 年代。它是利用具有高能密度的激光束使某种特殊性能的材料熔覆在基体材料表面与基材相互熔合,材料表面与基材相互熔合,形成与基体成分和性能完全不同的合金熔覆层。激光熔覆的作用不仅仅是提高材料表面层的性能,而且还能赋予它新的性能,并降低制造成本和能耗节约有限的战略金属元素。

  1 石油化工设备修复的特点

  1.1 石油化工生产的特性

  现代化的石化工业采用连续化大生产模式,上、下游装置的工序紧密相联,每个装置生产的安稳性直接影响到上、下游装置能否安稳生产,这对使用设备的可靠性、安全性、完好性提出了很高的要求。

  1.2 石油化工设备损坏的原因

  在石化行业中,由于机器设备长期在恶劣环境下工作,容易导致零部件的腐蚀、磨损。典型的易失效零部件包括叶轮、大型转子的轴颈、轮盘、轴套、轴瓦等,其中许多零件价格昂贵,涉及的零部件品种很多,形状复杂,工况差异较大。还有大型发电机组的大型转子、动叶片与静叶片都是需要进行强化或者修复。

  1.3 激光熔覆修复设备的优点

  大型转子和轴类零件采用激光熔覆技术进行修复,不需要预热工件,就可以恢复轴颈的尺寸,而且后续加工量小,不产生冶金裂纹,硬度可以达到HRC60 以上。有关资料表明,修复后的部件强度可达到原强度的90 % 以上,其修复费用不到重置价格的1/5,更重要的是缩短了维修时间,解决了石化行业中重大成套设备连续可靠运行所必须解决的转动部件快速抢修难题。另外,对关键部件表面通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金,可以在零部件表面不变形的情况下大大了提高零部件的使用寿命;对模具表面进行激光熔覆处理,不仅提高模具强度,还可以降低2/3的制造成本,缩短4/5 的制造周期。

  2 曲轴损坏的原因

  2.1 磨损

  曲轴磨损部位主要是主轴颈和连杆轴须。发动机工作时,连杆轴颈所受的综合作用力始终作用在连杆轴颈的内侧,方向沿曲轴半径向外,造成连杆轴颈内侧磨损最大,形成椭圆形。此外,连杆弯曲、气缸中心线与曲轴中心线不垂直等原因,都会使轴颈沿轴向受力不均,而使磨损偏斜。

  2.2 擦伤或者烧伤

  曲轴表面还有可能出现擦伤与烧伤。擦伤主要是由于机油不清洁,其中较大的坚硬机械杂质在轴颈表面刻划引起的;轴颈表面的烧伤是由于烧瓦引起的,烧瓦主要是由于润滑不足、机油过稀、油路阻塞等原因造成的。

  2010年以来,工程机械行业市场状况急转,利润大幅“跳水”。 受2008年经济刺激政策的影响,企业产能大幅扩张,导致现在企业面临去产能和去库存的双重压力。宏观经济低迷、市场需求不旺也暴露出工程机械产品同质化的问题。有专家讲, 制造业企业创新能力不足,其“一窝蜂”的经营理念导致产品同质化现象严重,从而造成行业产能过剩,企业竞争力降低。“商品卖不出去,一旦遇上市场低迷,企业就将处于低利润甚至亏损的境地。”没有夕阳的产业,只有夕阳的企业。市场状况短期之内难以转变,工程机械企业积极调整企业资本结构,推进产业升级才是王道。

  转型升级刻不容缓

  全国人大代表王金富表示:“中国制造业已经走到了一个重要关口,高端转型、产业升级刻不容缓”。 中国制造业一个不争的事实已经摆在我们面前,中国制造业将在未来的发展中遭遇拐点,要么走产业升级的道路,向制造业供应链和价值链的高端延伸,要么被成本更低的地区和国家所取代。以中国周边的越南、印度等新兴发展中国家为例,其追赶竞争势头已经令“中国制造”在比较成本上日趋“式微”;加上美欧等发达国家“再工业化”的制造业“回归”挤压堵截,中国“世界工厂”这个地位恐将遭遇严峻考验。而工程机械行业多种核心零部件尚不具备自主研发制造能力,市场前景堪忧。中国工程机械工业协会数据显示,国内13家主要企业2012年整体销售收入是3698.6亿元,比2011年下降了3.68%;利润则减少了223.43亿元,降幅达到34.1%。工程机械行业2012年给出的成绩已经为行业敲响了警钟,转型升级势在必行。

  提高工程机械产品科附加值

  只有走转型升级的道路才能改变工程机械行业产品同质化严重现象。众所周知,不仅工程机械产品,“中国制造”都因产品技术含量低,附加值低而饱受诟病。而提高工程机械产品附加值,应从以下几个方面入手。

  一是制造企业要从提升工程机械的制造工艺入手,加大科技研发和技术更新的力度,淘汰陈旧加工设备和工艺,同时也应不断的吸收消化国内外的先进制造技术,重点开发设计制造所应用的先进技术和数字化加工工艺,利用先进的科技检测手段从源头上提高工程机械的质量,让中国工程机械的设计、制造技术上升到一个新的台阶。目前我国的工程机械产品质量依然具备很大的提升空间,还有很多基础工作需要去做。企业只有深耕现有的产品,提高产品的整体质量,在可靠性和技术升级方面下功夫。

  二是要利用现有科技技术发展,开发适应工程施工和矿山开采的现代化工程机械,掌控前沿科技,将领先技术如微控技术、遥控技术、声控技术、光控技术、雷达测控技术、电磁技术、传感器技术和卫星遥感技术等应用在工程机械上,使中国工程机械摆脱傻、大、粗的局面。中国制造企业应大胆的向远程控制和无人化方向发展,从全球的工程机械的发展角度看下一轮工程机械的市场竞争,将是一场高新技术的搏杀,谁占领了这个制高点谁将成为这场战争的王者。因此工程机械研发和制造企业还要重视高新技术的拥有权,把新技术、新产品的专利权掌握在自已手中。

  三是要从高效、环保、节能角度出发,着重发展高效低耗产品,节能减排将是末来工程机械的重要指标,因此工程机械行业的参与者都要树立这一理念,工程机械定位在高效低耗的基础上,将是一个发展的亮点,必将带来可观丰厚的效益增长点,下一个工程机械产品的领头羊必将是釆用新能源作动力的新兴设备。在此同时也要考虑工程机械在作业过程中对环境和人员安全所造成的危害,重点解决噪音,震动和除尘的关键技术,改善设备的安全性能,把对环境污染和施工作业人员危害降到最低,产品“以人为本”也是一个被使用者选择产品的重要标准。

  虽然我国工程机械行业已经取得不小的进步和发展,其中也不乏产量居世界前列的产品,但是我们也应该看到,工程机械行业依然是大而不强,劳动生产率及工业增加值低,低水平生产能力过剩,高水平生产能力不足,技术创新能力相对薄弱,产品技术含量和附加价值较低。提高工程机械行业在世界范围内的竞争力,工程机械企业转型升级,刻不容缓,势在必行。

  不同于祁俊的谨慎观点,中国工程机械工业协会秘书长苏子孟则在随后的发言中总结了我国工程机械行业发展所呈现出的六大亮点:

  第一、从全局看,行业在夯基础、攻高端、强管理方面已取得成效

  这其中,徐工集团以“基于大型工程机械自主创新的徐工科技创新体系工程”荣获2012年度国家科学技术进步奖二等奖。同时,徐工集团8项成果分获中国机械工业科技进步一、二、三等奖。其中,徐工建机“1000吨、2000吨履带起重机关键技术及产业化”项目喜获一等奖,徐工科技“大吨位装载机及其核心技术的研发”、徐工筑路“GR150M平地机”、徐工基础“XZ3000水平定向钻机”、徐工重型“多功能举高喷射消防车关键技术攻关及产业化”4项成果获二等奖。中联重科混凝土机械公司的《碳纤维复合材料臂架系列泵车及其关键技术》项目,获中国机械工业科技进步一等奖。

  另外,行业在“两化融合”方面也取得了成就。工业和信息化部公布了国家级信息化和工业化深度融合示范企业(2012年)名单,其中徐工集团、中联重科、三一重工、柳工机械、福田雷沃国际重工等工程机械企业入选。

  第二、行业得到了国家政策的大力支持,具体包括:重大关键零部件进口免税政策的探讨,关键液压件协同平台的建设,以及对企业技术改造项目的支持等。

  近日,协同平台第一批对接项目已经启动。经过国家工信部、中国工程机械工业协会、中国液气密协会及专家的层层筛选,安徽博一凭借在液压系统和液压元件研发、生产、制造方面的优势成功入选平台成员单位,并成为几家平台项目战略合作签约对接单位。

  第三、行业去库存工作取得较大进展

  以重卡行业为例,据媒体报道,在经历了2010~2011年年初的疯狂后,行业受累于持续供过于求的局面,整车企业的去库存周期自2011年起已经持续了两年。如今,从各方的调查来看,情况似乎正在好转。近日,平安证券就表示,始于2011年4月份的去库存周期即将结束,重卡销量降幅将逐季收窄,并预计在2013年的二季度同比转正,而目前重卡行业库存的规模可能在12万辆左右,相当于一个销售淡季的销量。另据调查显示,部分企业经销商的库存已经处于历史低位,压车现象正在逐步改善。事实上,部分重卡经销商对于在今年二季度消化掉2012年的存货也颇有信心。有券商研究员表示,从调研的结果来看,现在的库存处于一个比较正常的水平,甚至2月份已经出现了补库存的情况。

  第四、产能增长过快的势头得到了抑制,企业扩能势头减缓

  一些行业企业过去制定了三期工厂的建设计划,最近都进行了修改,缩减成一期或者二期计划。行业企业将主要精力放在技术改造以及科研开发上。

  第五、市场回暖信号增强

  虽然现在行业企业的新增订单还没有明显见长,但环比已经开始出现增长。

  第六、国际市场预期增长

  在德国举行的慕尼黑工程机械展览会,去年有些企业报名参加,后来中途退出,不过今年又恢复了参展。目前各参展商正在积极备战,协会的组织参展工作也正在有序进行中。这些都充分说明了业内企业对国际市场的信心。

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