第6章船机零件的修理工艺4.ppt

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1、第六节 粘接修复,定义（或原理）：利用粘接剂对表面的物理吸附力和粘接剂固化后对表面的机械连接力等作用，将两个物体牢固地粘接在一起的方法。（密封、连接、支撑、紧固）,一、概述 l. 粘接修复技术的特点 粘接力强、粘接强度较高，但不如焊接和铆接； 粘接时温度低，固化时收缩小； 粘接后胶缝耐腐蚀，耐磨和具有密封性； 粘接技术不受零件材料的限制； 工艺简单，操作方便、灵活，成本低，生产率高； 胶粘剂不耐热，一般在5O以下使用，有的也可在150以下长期使用，某些耐高温的胶粘剂也只能达到300左右。 抗冲击性能和抗老化性能差。,按物性分：有机粘结剂和无机粘结剂。 按原料来源分：天然粘接剂和合成粘接剂 按粘

2、接接头强度分：结构粘接剂和非结构粘接剂 按状态分：固态和液态 按热性能分：热塑性和热固性,粘结剂的分类,粘接的工艺特点,有机粘结剂（Organic Adhesive）,以有机化合物为基料制成的胶粘剂。船上以环氧树脂粘结剂（Epoxy Adhesive）较普遍。 主要成分： A环氧树脂: 胶稠状。 B固化剂：与A反应固化。 C增塑剂：提高韧性。 D稀释剂：调节A的稠稀。常用甲苯、丙酮等。 E填料：改善粘结剂的一些物理或机械性能，并减少粘结剂的用量。,选用胶粘剂应注意以下几点: (1)掌握被粘接物的种类、性能、表面状态、裂纹缝隙大小和修复要求等情况。 (2)了解胶粘剂的性能特点。 (3)根据粘接目

3、的选用胶粘剂。 (4)粘接件的受力情况及使用环境。 (5)工艺上的可能性、经济性和胶粘剂来源情况,胶粘剂的选用,施工前准备,涂胶晾置,表面处理,静置固化,清理检查,配胶,对合加压,加热固化,粘结工艺过程,或,选择胶粘剂。 分析零件断裂部位粘接后是否具有足够的强度，必要时采取加强措施，如采用粘接加强件，采取粘接与金属扣合法并用等。 对基材表面粗化处理。可以用机械加工、手工加工或喷砂达到表面粗化。期望达到的表面粗糙度视基体材料及选用的胶种而定。,1、施工前的准备,表面净化处理，目的是除去表面污物及油脂。常用丙酮、汽油、四氯化碳作净化剂。 表面活化处理。目的是获得新鲜的活性表面，以提高粘接强度，对塑

4、料、橡胶类材料进行表面活化处理尤其必要。胶粘剂有双组分、多组分成品胶，加填料或稀释剂的胶，均需按规定的配方、比例、环境条件（如温度），在清洁的器皿中调配均匀。 常用填料多为粉状，应筛选和干燥。对双组分胶，应先把填料填入粘料（甲组分）中拌匀，再与固化剂调配均匀。对单组分胶加入填料后也应搅拌均匀。,2、基材表面处理,基材表面处理完毕后，一般即开始涂胶，涂胶时基材温度应不低于室温，对液态胶用刷胶法最为普遍。刷胶时要顺着一个方向，不要往返刷胶，速度要缓慢，以免起气泡。涂层要均匀，中间可略厚些，平均厚度约0.2mm,不得有缺胶处。无溶剂胶涂一遍即可。有溶剂胶一般应涂23遍，前一遍涂完后，应晾置短时间，待

5、溶剂基本挥发后再涂下一遍。 按胶粘剂说明书规定，涂胶完毕后应晾置一定时间再对合。 粘接不能直接看见的表面（如内部间隙充填）时，要采用注胶法。根据实际情况，开注胶孔和出气孔。用一般润滑脂枪装胶压注。,3、涂胶晾置,涂胶晾置后，将两基体面对合并基本找正位置。适当施压使两接合面来回错动几次，以排出空气并使胶层均匀，同时测量胶层的厚度，使多余的胶从边缘挤出，最后精确找正定位。 对合定位后，视零件形状施加适当且均匀的正压力，以加速表面浸润，促进胶对基材表面的填充、渗透和扩散界面，从而提高粘接质量。,4、对合与加压,固化是胶粘剂由液体转变为固体并达到与基材形成具有一定结合强度的全过程。固化的条件主要是温度

6、、压力和时间。在一定压力下，温度高则固化快，但固化速度过快，会使胶层硬脆。一般有机胶常温固化24h以上可达到预定强度，加热至50-60保温，固化效果比常温好，保温时间见用胶说明书的规定。,5、固化,对外露的粘补胶层表面，观察有无裂纹、气孔、缺胶和错位。对有密封要求的零件应进行密封试验，对有尺寸要求的零件应进行尺寸检验。对重要的粘接件可进行超声探伤。,6、检查,可减少拂刮量，用 于沿海和内河的 中、小船； 可采用 环氧树脂粘接。,有机胶粘剂在安装上的应用,1、螺旋桨与尾轴的装配,主机机座在机舱中定位后，在机座与底座之间各要求位 置安装一定厚度的铸铁垫块，刮研垫块劳动强度高、工 作量大、耗时多、效

7、率低。为了改进机座安装工作，采 用胶粘剂进行机座安装或采用塑料垫块代替铸铁垫块。 不仅节省金属材料，更主要的是简化机座安装工艺，减 轻了劳动强度和提高了效率。,2、机座垫块,采用塑料垫块代替铸铁垫片已日益广泛，使机座安装工作更加简化和快速，缩短工时加快造船速度。图为Sulzer RTA58-84型柴油机机座采用的环氧树脂垫块。,垫片制作过程,自60年代起国外开始使用高分子液态密封胶代替传统的静密封固体垫片作为连接件的密封材料。液态密封胶在常温下呈粘稠液态，涂在零件结合面上形成一层具有粘性、粘弹性的可剥性薄膜，其可填充结合面的不平，达到完全吻合，粘附于结合面，因弹性好而耐压，所以液体垫片具有良好

8、的密封性。,3、密封垫片,螺纹锁固与密封,修理松动的过盈配合件 修复微动磨损的轴与孔；采用厌氧胶修理船用发电机轴与滚动轴承的配合松动，离心泵的泵轴与叶轮的松动等。 修理腐蚀损坏的零件 由于电化学腐蚀造成的柴油机气缸套、气缸体的腐蚀，各类舱室和隔舱壁的腐蚀；由于穴烛造成的螺旋桨桨叶损坏、气缸套外表损坏等，均可在腐蚀面积虽大，但深度较小并且尚未危及零件强度的情况下采用胶粘剂进行修理。,有机胶粘剂在修理中的应用,修补裂纹零件 一般与金属扣合工艺联合使用。柴油机气缸盖进气阀孔壁裂纹，船舶管系的裂纹、漏洞，油柜和水柜的裂纹或焊缝开裂等均可采用胶粘剂进行修补。,无机胶粘剂是由无机的酸、碱、盐和金属氧化物、

9、 氢氧化物等构成的具有粘接性能、应用广泛的胶粘 剂，分为磷酸盐类和硅酸盐类胶粘剂。 无机胶粘剂广泛用于船机修理工作中如修理断轴、 气缸体和箱盖的裂纹，增压器涡轮端壳体腐蚀等。,二、无机粘接修复技术,l.无机粘接修复技术的特点 无机胶粘剂大多由固、液两相物质混合而成的一种粘性糊状物，通常是水溶性的物质，毒性小，无公害，不燃烧； 适用温度范围广，可在-183C3000C范围内工作，耐热性能好； 耐油、耐辐射，不老化，但不耐酸、碱，耐水性差； 可在室温下固化，基本不收缩，稍有膨胀； 采用无机胶粘剂进行套接、槽接粘接时粘接强度高，但不适宜平接粘接； 无机胶粘剂脆性大，不抗冲击，粘接后的零件拆卸困难；

10、无机胶粘剂的原料易得，粘接工艺简单，使用方便、灵活。,氧化铜无机胶粘剂是磷酸盐类胶粘剂的一种，是由正磷酸、氧化铜粉和氢氧化铝按一定的比例和一定方法调制而成的，现用现配。 氧化铜无机胶粘剂的熔点为950C，耐低温可达-183C，可长时间在50OC下工作，短时间在700-800C工作，具有较宽的温度范围，是有机胶粘剂无法相比的，并且具有较高的热稳定性、高绝缘性，耐油，但不耐酸、碱，粘接强度较低，脆性较大。,2、氧化铜无机胶粘剂,氧化铜粘结工艺,表面处理,调胶,胶合,烘烤,氧化铜无机胶粘剂适用于受力不大，不需拆卸的紧固连接，用于修补高温下工作的零件，可代替焊接、铆接及过盈配合等连接方法。如用于气缸体

11、与气缸套配合面上大面积铸造缺陷的修补，修理船舶管系腐蚀漏洞、增压器涡轮端壳体腐蚀等,氧化铜无机胶粘剂应用,胶粘剂与其它技术配合使用，取长补短，能更加充分发挥各种技术的特点，扩大修理范围。 如：大型油缸缸套或活塞上的深度拉伤，可先用TG205耐磨修补剂填补，再用TG918导电修补剂粘涂，最后用电刷镀在导电修补剂上刷镀金属层。这是粘接技术与电刷镀技术的配合使用，可快速填补划伤，又能显露金属本色。,第八节 研磨技术,研磨是精密加工方法之一；也是精密零件的有效修理方法。,研磨是在精加工基础上用研具和磨料从工件表面磨去一层极薄金属的一种磨料精密加工方法。Ra值可达0.10.008m 。,进行研磨的零件材

12、料可以是经淬火或未经淬火的碳钢、合金钢、硬质合金，也可以是铸铁、铜及其合金等有色金属材料，玻璃、水晶和塑料等非金属。,研磨的工艺特点： 设备简单，精度要求不高。 加工质量可靠。可获得很高的精度和很低的Ra值。但一般不能提高加工面与其他表面之间的位置精度。 研磨广泛用于单件小批生产中加工各种高精度型面，并可用于大批大量生产中。,1.研磨原理: 研磨是使零件与研磨工具在无强制的相对滑动或滚动的情况下，通过研磨剂的微切削和研磨液的化学作用，在零件表面生成易被磨削的氧化膜，加速研磨过程。 研磨加工是机械、化学联合作用完成的精密加工。,一、研磨技术概述,研磨工艺,零件与研磨工具的相对运动： 不受外力强制

13、引导。 运动方向周期变化。 研磨表面各点相对滑动路径相等。 研磨压力： 取决于零件和研磨工具，常用0.050.3Mpa。 研磨压力过大研磨剂磨粒被压碎，切削作用减小，表面划痕加深，研磨质量降低。 研磨压力过小则研磨效率大大降低。,研磨速度 一般手工粗研往复次数为30次min60次min，精研为20次min40次min。 研磨时间 一般精研时间约为lmin3min，超过3min研磨效果不大。,粗研,低速度,高压力,粗研磨剂,精研,高速度,低压力,细研磨剂,研磨膏,研磨粉油溶性或水溶性辅助材料，使用时需要研磨液稀释。 磨粒： 成分：Al2O3、SiC、Cr2O3等， 粒度：分磨粒、磨粉、微粉和超微

14、粉。 磨粒的硬度和强度。 研磨膏： 油溶性研磨膏：使用时用煤油或其它油类研磨液稀释。 水溶性研磨膏：用水、甘油等稀释。,磨料的粒度是指磨料颗粒的尺寸大小。 磨料的硬度是指磨料表面抵抗局部塑性变形的能力。 磨粒硬度越高，切削能力越强，研磨性能越好； 磨料的强度是磨粒承受外力不被压碎的能力。磨粒强度越高，切削力越强，寿命越高，研磨性也越好。 金刚石的研磨能力设为1。,研磨液应具有一定的粘度和稀释能力才能粘吸磨料并使之均匀，具有较好的润滑和冷却能力。此外还应具有加速研磨的化学作用及具有化学活性和无腐蚀性。 常用研磨膏有氧化铬、氧化铝、碳化硼、碳化硅、氧化铁等。 研磨分为粗研、半精研、精研三种。,1）

15、按研具工作表面形状分为研磨平板、研磨尺、研磨盘、研磨棒、研磨套和研磨环等； 2）按用途分为平面研磨工具，外圆、内孔、锥面、球面、螺纹、齿轮等研磨工具。,研磨工具,机械研具,手工研具,研具,研磨平板,研磨棒,研磨盘,氧化铝研磨粉,研磨外圆一般在精磨或精车基础上进行。手工研磨外圆可在车床上进行，工件和研具之间涂上研磨剂，工件由车床主轴带动旋转，研具用手扶持作轴向往复移动。,机械研磨外圆在研磨机上进行，一般用于研磨滚珠类零件的外圆,研磨内圆一般为手工研磨。研具为开口锥套，套在锥度心轴上研磨剂涂于工件与研具之间，手扶工件作轴向往复移动。研磨一定时间后，向锥度心轴大端方向调整锥套，使之直径胀大，以保持对

16、工件孔壁的压力。,l.平面研磨修复 船机零件工作表面或其它配合面为平面的配合件，当平面发生磨损或腐蚀时，如果零件尺寸较小和研磨要求不太高，可以在精度高的研磨平板上手工研磨修复。,三、船机零件的研磨修复,研磨前，先将零件加工表面和平板清洗干净，将研磨剂均匀涂于零件待修表面上，并放于研磨板上；研磨时，用手按住零件，沿8字形轨迹运动，使磨痕交叉以提高表面粗糙度等级；研磨一段时间后，将零件转动一定角度再继续研磨。一般圆形零件转120，方形零件转90，矩形零件转180，目的是研磨均匀。如果工件过热，就得停止研磨，等工件冷却后再研磨。,针阀体端面发生腐蚀，套筒端面密封不良均可以在平板上研磨修复,船舶上的空

17、压机阀片、制冷压缩机阀等修理时均采用平面研磨。,2. 锥面研磨修复 喷油器针阀偶件的锥面配合面和进、排气阀的阀面磨损、腐蚀后，在船上条件下采用互研方法进行修复。 针阀偶件锥面磨损后锥面上环形密封带（正常宽度为0.3mm0.5mm）变宽或中断、模糊不清时，采用互研修复。一般选用极细的氧化铬研磨膏或润滑油进行手工互研。,首先清洁偶件本体外表，用专用通针清洁喷孔，然后放入清洁柴油进行清洗，再用空气吹净，用与针阀阀头形状相似的筷子缠好纯棉布或不起毛的混纺棉布对阀座进行彻底清洁。针阀清洁后就可以挑砂，挑砂时使用专用挑砂工具（钢针）除非有经验否则不要使用牙签，用牙签挑砂，很容易挑多，一不小心砂就会盖住密封

18、宽带。主磨与精磨就要注意控砂。用钢针轻轻粘一点调好的磨砂，在锥面离顶部环形面积内对称轻点下，针阀圆柱面用手上点较稀的机油。水平摆放阀体，将针阀轻轻送入阀体，轻转几圈，抽出针阀，如果砂离宽带较远，则轻打几下，再转几圈，此时砂会逐渐靠近宽带，如果砂越过宽带，说明砂太多应及时清洁重挑。,砂如果挑少，则怎么打，砂都不会接近宽带，此时可在原有的环形砂带上再加一点砂，重复前述动作，再观察，如此往复多次直至密封带（光环）宽度为0.30.5 mm,保持阀体水平放置，左手握住针阀，右手转动阀体，直至磨砂由深绿绿灰黑（国产砂由绿灰黑）。发现砂已发黑后，将阀体垂直放置，慢慢轻打，打至砂发干，就可清洁换砂。如此重复上

19、述步骤直至针阀密封带（光环）与锥面非接面有一明显分界线（光环发亮，分界线泛白），就可进行精研，正常精研一次即可。最后把针阀粘点滑油与阀体对打，清洁后可进行装复、试验。,进、排气阀研磨 气阀拆出后，如发现锥面上有麻点或局部变黑，就必须研磨。研磨方法视表面情况而定。研磨时，在阀的表面均匀涂一层研磨剂，装上气阀，一方面用适当的力压紧，另一方面通过手柄将气阀左右旋转（旋磨与撞击相结合）。选择数次之后应将气阀转到一个新的位置，以免研磨剂集中将气阀磨得凹凸不平。一段时间后，将气阀取下擦净，重涂研磨剂（粗号、中号至细号）再磨。直到阀面上有一圈黝黑色光圈和没有细小纹路为止。然后用煤油洗净，再用机油研磨。磨好的

20、气阀可用软铅笔划上线条进行检查，中间没有间断，也没有光亮的细线痕迹即可。,某轮主机为12PC25V型中速机，是日本某厂制造。新机装船参加营运不久后，使用约500余小时左右，发现个别缸的排温竟高达近500C，经拆检后看到阀面上有烧蚀斑点，即认为是排气阀问题，于是就按一般惯例用凡尔砂手工作了研磨。后来其它缸也依次同样作了研磨。自此以后排温不但没有得到降低，反而上升，且燃油耗量也大幅度增加，烟囱冒黑烟严重。不久开到日本返原厂进行航修。,主机排气阀损坏,由于中速机的排气阀采用了硬度很高的，含有铬钼钛合金钢材料，这种材料一般在阀面出现烧蚀斑点，只要不影响接触面的密封性，还是可以允许继续使用。但在这种情况

21、下经船员使用一般的凡尔砂研磨后，肉眼表面看来很光亮，实际上反而把阀面烧蚀点之间磨通，破坏了密封，产生漏气，使燃油消耗增加。后来制造厂方技术人员来船，口头提出，这种主机用V形排列，因受左右气缸排气管结构布置上的影响，以及温度计的感温器本身存在的误差，右侧缸排温要比左侧高出30左右，个别缸甚至差90100，都属正常范围。先前船员一见温差大了，习惯上就要找原因，结果研磨了排气阀，反倒促成了故障。,1.根据制造厂方要求，对排气阀的阀面光洁度，倾斜角度，阀面与座的接触面的宽度，都有严格要求，用普通手工研磨或车床光车，都不能保证。必须设有一台专用砂轮磨阀机和选用一定型号的砂轮进行加工，最后再用600号以上的最细凡尔砂涂上轻轻敲打研合即可。 2.按说明书要求，每间隔使用了2，500小时后，可进行研磨一次。,3. 圆柱面的研磨修复 喷油泵柱塞偶件和喷油器针阀偶件的圆柱配合面磨损后偶件密封性下降，使泵油压力和喷油压力下降。一般采用镀铬修复，镀后机械加工和最后研磨、互研，使之恢复偶件的配合间隙。修复后进行油泵、喷油器密封试验。,