船用多功能数控机床耐盐雾腐蚀设计.pdf

船用多功能数控机床耐盐雾腐蚀设计 木 孙椰望① 张甲英② 张之敬① 徐滨士② 王 欣③ 刘 坤③ ① 北京理工大学机械与车辆学院， 北京 1 0 0 0 8 1 ； ② 装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验 室， 北京 1 0 0 0 7 2 ； ③ 山东鲁南机床有限公司， 山东 滕州 2 7 7 5 0 0 摘要 为实现船用多功能数控机床的耐盐雾腐蚀要求。 深入分析了盐雾腐蚀的电化学腐蚀机理以及典型 耐盐雾腐蚀方法的特点； 结合耐盐雾腐蚀的方法和机床的结构特点， 提 出集可靠性、 工艺性和经济 性于一体的机床结构耐盐雾腐蚀设计方案。机床耐盐雾腐蚀方案主要包括 关键 零部件的耐盐雾 腐蚀铝合金材料使用 ， 运动副的耐腐蚀防护以及防腐蚀润滑系统， 机床钣金件外防护的环氧富锌油 漆使用。 耐盐雾腐蚀的塑料导管和塑料密封条的使用， 电柜线路的耐腐蚀铝合金接头设计 以及控制 电路驱动的航空插头密封结构选用。按照设计方案制造的机床实现 了预期的工艺规划和经济要 求 ， 并且机床性能指标检验合格。 关键词 船用多功能数控机床 ； 耐盐雾腐蚀 ； 电化学腐蚀 ； 适用性 中图分类号 T Hl l 2 文献标志码 A Sa lt f o g c o r r o s i o n p r o t e c t i o n d e s i g n o f ma r i n e c o mp o u n d NC ma c h i n e t o o l S UN Ye wa n g ① ， Z HA NG J i a y i n g ② ， Z H A N G Z h i j i n g ①， XU B i n s h i ②， WA N G X i n ③ ， L I U Ku n③ S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ， B e i j i n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 1 ，C H N； ② N a t i o n a l K e y L a b o r a t o r y f o r R e m a n u f a c t u r i n g ， A c a d e m y o f A r m o r e d F o r c e s E n g i n e e ri n g ， B e i j i n g 1 0 0 0 7 2 ， C H N； L u n a n Ma c h i n e T o o l C o ． ， L t d ． ， T e n g z h o u 2 7 7 5 0 0 ， C HN Ab s t r a c t To r e a l i z e t h e r e qu i r e me n t o f t he s a l tfog c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f t h e ma r i n e c o mpo u n d NC ma c h i n e t o o l ，t h e p a p e r s t u di e s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t he s a l tfog e l e c t r o me c h a n i c a l c o rro s i o n a n d t he c o r r o s i o n pr o t e c t i o n me t h o d s ． Ba s e d o n t h e r e s e a r c h，i t pr e s e n t s a s c h e me o f t he ma c h i n e s t r u c t u r a l c o r r o s i o n r e s i s t a nc e，wh i c h i n t e g r a t e s t h e r e l i a b i l i t y，a p pl i c a bi l i t y a n d e c o n o my ．Th e s c h e me i n c l ud e s s e v e r a l c o n t e n t st he i mp o r t a n t p a r t s ma d e by t he A1一a l l o y ma t e r i a l t o r e s i s t t h e s a l tfog c o rro s i o n，t h e c o r r o s i o n p r o t e c t i o n c o mp o n e n t s o f g u i d es l i d e r a n d t h e l u b ric a t i o n s y s t e m，e p o x y Z nr i c h p a i n t u s e d t o p r o t e c t t h e s h e e t me t a l p a ns，p l a s t i c ma t e r i a l u s e d i n t h e s e a l a n d o i l di v e r s i o n，t he A1一a l l o y c l a mp s o f t h e e l e c t r i c a l wi r e a n d a v i a t i o n p l u g s u s e d t o p r o t e c t t h e c o rro s i o n．As a r e s u l t ，t h e ma c h i n e t o o l i s ma n u f a c - t u r e d t O r e a l i z e t h e s c h e me r e q u i r e me n t s ，a n d t h e r e i s n o r mal p e rfo r ma nc e i n t h e wo r ki n g t e s t ． Ke y wor d sma r i n e c o mp o u n d NC ma c h i n e t o o l ；s a l t fog c o r r o s i o n p r o t e c t i o n；e l e c t r o c h e mi c a l c o r r o s i o n；a p p l i c a b i l i t y 船用多功能数控机床所处舰船环境具有典型的盐 雾腐蚀特点 ， 所以机床设计过程需要充分考虑防盐雾 腐蚀的特点 。为了抵御盐雾腐蚀 的电化学腐蚀特性 ， 目前常用的方法主要有涂料、 阴极保护、 喷涂涂层和使 用防腐蚀材料等耐盐雾腐蚀的方法 j 。防盐雾腐蚀 舰船油漆涂料具有耐水 、 耐盐雾 、 耐酸碱 、 耐老化 、 耐高 温以及防止生物附着生长的功能 ， 主要包括 环氧树脂 富固化金属粉油漆 、 聚氨脂 自封 闭漆 、 氯化橡胶类 、 沥 北京理工大学科技创新专项计划项 目 3 0 3 0 0 1 2 2 4 1 3 0 3 68 青聚 酯类 油 漆 等 一 J 。由于 氯化 橡 胶 类 油 漆 含 有 C C 1 ， 容易破坏臭氧层 ， 沥青聚酯类油漆具有二恶英毒 素； 所以， 环氧树脂类 油漆应用较多 。阴极保 护法 防腐蚀主要采用金属锌的牺牲阳极起到保护钢铁的盐 雾腐蚀效果 J 。喷涂 涂层盐雾 防腐 法经历了热喷涂 Z n 、 A l 、 Z n一1 5 ％A 1 、 Z nA 1 一R e和 Z nA 1 一MgR e 等涂层的历程 坨 J ， 逐渐形成了综合考虑各金属优势 互补的保护方案 z n的阴极保护作用 、 A l 的钝化作用 、 等 ， ，一 zU l0 0 表 2 船用多功能数控机床耐盐雾腐蚀方案 项 目 具体措施以及原理 可靠性 工艺性 经济性和适用性 铝合金， 表面致密氧 选用优质产品， 耐盐雾腐蚀性能 外购件， 具备长期防盐雾腐蚀 相对通用联轴器稍贵， 适用 联轴器 化膜处理 优越 ， 结构刚度和强度较好 性能 性较好 关 键 导轨滑块 运动 零 润滑防锈油 油膜 隔绝空气 ， 耐盐雾腐蚀较好 需要在一定周期 内重复操作 经济性和适用性较好 部 副和工作平 台 件 润 滑 防 锈 油 和 脂 油膜隔绝空气 ， 并具备高温 除氧 轴承 外购件 ，需要在设计周期内检查 经济性和适用性较好 润滑 特点 ，耐盐雾腐蚀较好 隔绝空气， 具备铝氧化膜保护特 点、 锌的 阴极保 护功能 、 隔水 能 床头箱 、立柱 、 船舶 工业环氧 力和树脂 的较强附着性 能 ， 耐盐 外购件 ， 方便 大面 积使用 ， 高 固 尾座 、底座、 拖 富锌漆 雾腐蚀性能较好 ，船舶工业应 用 体份涂料 2道 即可达到要求 ， 具 适用性和经济性优越 外 板 、 电柜和 防 含锌 7 0 ％ 广泛 ； 无毒 、 高 固体份涂 料 ， 环氧 备 1 O年以上防盐雾腐蚀能力 护 机床外防护 树脂抗盐雾渗透能力 强 ，防腐蚀 性能优越 ， 铝合金 防护、 密封胶 选用优质产品 ， 耐盐雾腐蚀性 能 外购件 ， 具 备 长 期 防 盐雾 腐 蚀 换刀架 经济性和适用性较好 处理 优越 ； 密封胶隔绝空气防护 性能 橡胶接 触 ， 防 止金属 接触腐 蚀 ， 电柜密封 橡胶衬垫密封 并具备耐盐雾腐蚀特点， 性能 具有老化问题， 需要定期检查 适用性较好， 价格低廉 稳定 电机接头 塑料 防护 航空 密 封 塑料 防盐雾腐蚀 ， 密 封严密 ， 隔 电 插头 绝空气抗腐蚀 ， 防盐雾腐 蚀性能 外 购件 ， 使用方便 选用国产产品， 经济性较好 路 较好 ， 性 能稳定 接 头 电柜内部 铝合金线卡子， 橡胶 三重防护 电柜密封隔绝空气保 操作方便， 需要定期检查线路的 电路接线头 防护套处理 护、 铝氧化膜 防护和橡胶防护 保护情况 适用性和经济性较好 运 立柱运动 不 锈 钢 和 润 滑 防 隔绝空气 ，具备金属防腐蚀特点 外购件 ， 定期涂润滑防锈 油 适用性和经济性较好 动 副外防护 锈油 副 外 耐高 温 P V C骨架 防 防 床身导轨 具备防盐雾腐 蚀特点 外购件 ，使用方便 适用性较好， 价格低廉 护 护罩 牺牲 z n的阴极 保 护法 ， 性能稳 船 舶 工业 环 氧 富锌 定 。 具 有一定 使用 寿命 ； 橡胶减 底 座底部 操作方便 适用性和经济性较好 漆 ， 橡胶减振垫 振垫防止金属接触腐蚀 ， 并具备 耐盐雾腐蚀特点 ， 性能稳定 5 结 语 舰船装备的耐盐雾腐蚀设计是一项综合应用型工 程设计， 不应该将方案拘泥于单一的防腐蚀方式， 需要 结合不同结构特点制定适用性方案 ， 从而达到工艺性 、 稳定性和经济性整体最优 的特点。 船用多功能数控机床的耐盐雾腐蚀设计是针对盐 雾化学腐 蚀 的 特点 进行 的可 靠性 、 经济 性 、 适 用 性 设计。 文中所采用的具体实施方案能够较合理地满足船 7 0 用多功能数控技术 的耐盐雾腐蚀要求； 并且相应 的耐 盐雾腐蚀方法包含 了目前舰船装备耐盐雾腐蚀所需方 法的典型要素 ， 能够为舰船及其装备 的耐盐雾腐蚀方 案设计提供借鉴。 参考文献 [ 1 ] 江炎兰 ， 陈菊娜 ， 吴世永． 舰船的腐蚀 与涂层保护技术[ J ] ． 腐蚀与 防 护 ， 2 0 1 2 ，3 3 2 1 3 91 4 3 ． [ 2 ] 徐滨士 ， 马世宁， 刘世参 ， 等． 军事装备腐 蚀现状及对 策[ J ] ． 涂料 工 业 ， 2 0 0 4， 3 4 9 91 2． [ 3] 陈光章 ， 吴 建华 ， 许立坤 ， 等． 舰船腐 蚀与防护 [ J ] ． 舰船科学技 术 ， 2 0 0 1 2 3 8 4 3 ． D e a n d R e 湖 h 设计与研究 重型卧式车床主轴轴承锁紧液压螺母的研发与制造 彭凤梅林 盛 王晓刚 山东普利森集团有 限公 司， 山东 德J ,I1 2 5 3 0 7 6 摘 要 研制了一种在重型卧式车床上用于主轴轴承锁紧的液压螺母 ， 能够可靠地锁紧主轴轴承 ， 提高了主 轴 回转精度， 并增加了机床主轴的刚性 。 同时降低 了劳动强度 ， 大大提高了工作效率。 关键词 轴承锁 紧； 液压螺母 ； 油缸 ； 活塞 中图分类号 T H1 2 2 文献标识码 A RD a n d ma n u f a c t u r i n g o f h y d r a u l i c n u t f o r h e a v y d u t y h o r i z o n t a l l a t h e s p i n d l e b e a r i n g l o c k PENG Fe ng me i ，LI N S h e n g，W ANG Xi a o g a n g S h a n d o n g P r e c i o n G r o u p C o ． ， D e z h o u 2 5 3 0 7 6 ， C HN Abs t r a c t De v e l o p e s a h y dr a u l i c n u t i n t h e he a v y h o r i z o n t a l l a t he f o r s pi n d l e b e a r i n g l o c k， c a n r e l i a bl y l o c k t he s p i n d l e b e a r i n g ， i mp r o v e s t h e a c c u r a c y o f s p i n d l e， a n d a n i n c r e a s e o f ma c h i n e t o o l s p i n d l e r i g i d i t y ， r e d u c e s l a b o r i n t e n s i t y， g r e a t l y i mp r o v i n g t h e wo r k e f fic i e n c y ． Ke y wor d sb e a rin g l o c k；t h e h y d r a u l i c n u t ；c y l i n d e r ；pi s t o n 主轴是机床实现旋转运 动 的一个重要 的执行部 件 ， 轴承作为支承件是主轴部件中的重要组成部分 ， 主 轴 的回转精度在很大程度上由轴承所决定。合理 的轴 承间隙或适 当的预紧对主轴部件的工作性能和轴承的 寿命有重要 的影响。重型卧式机床在承重 6 3 t 以下 ， 主轴轴承的调整和预紧常用修磨垫片或拧紧螺母 的方 法 ， 这种方法是靠螺母 的端面和轴 承的挤压端面来实 现的。螺母端面和轴承端面肯定有制造误差 ， 在预紧 过程中轴承端面受力不均匀 ， 会造成主轴轴承轻微变 形 ， 轴承回转精度有所 降低 ， 进一步影 响主轴 回转精 度。该方法在很大程度上取决 于操作工人 的经验 ， 对 于轴承是否准确地锁紧没有可靠 的依据 ， 并且调整时 间比较长 ， 效率低下 。为此 ， 研制 出了液压锁紧螺母 ， 通过一定 的油压均匀地作用于轴 承定位圈 ， 能够准确 地通过螺母对轴承进行锁紧 ， 并满足轴承适 当的游隙 要求 ， 同时能够极大程度地提高工作效率。 [ 4 ] 张敏丽． 船舶海水管系腐蚀的原因及防护措施 [ J ] ． 中外船舶科技， 2 0 1 0 1 1 92 3 ． [ 5] 王小锋 ， 马俊 ， 刘春林 ， 等．舰船通 海系统管路腐蚀影 响因素及控制 方 法浅析[ J ] ． 舰船科学技术 ， 2 0 0 9， 3 1 1 2 5 55 7 ． [ 6] 陈德斌 ， 胡裕龙 ， 陈学群 ． 舰船微生物腐蚀研究进展[ J ] ． 海军工程大 学学报 ， 2 0 0 6 ，1 8 1 7 98 4 ． [ 7] S h i ft e r D A ．U n d e r s t a n d i n g m a t e r i a l i n t e r a c t i o n s i n m a r i n e e n v i r o n me n t s t o p r o m o t e e x t e n d e d s tr u c t u r al l i f e[ J ]． C o r r o s i o n S c i e n c 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c s p r a y e d Z nA 1 c o a t i n g s 『 J ] ． T r a n s a c t i o n s o f N o n f e IT O H S Me t als S o c i e t y o f C h i n a ， 2 0 0 4， 1 4 2 4 4 3 445 ． [ 1 6 ] 付东兴． z n A 1 一 M g R E涂层与舰船涂料的协同性及其构建的 复合涂 层的耐蚀机理研究 [ D] ． 哈尔滨 哈尔滨工程大学 ， 2 0 0 7 ． [ 1 7 ] 董言治， 尉志苹， 沈同圣， 等． 高盐雾条件下舰船设备的腐蚀防护 研究进展[ J ] ．现代涂料与涂装 ， 2 0 0 3 3 3 53 8 ． 第一作者 孙椰望 ， 男， 1 9 8 5年 生， 博士研 究生， 主 要研 究方向为先进制造与结构设计、 机床设计制造等， 已发表论文 2 0余篇 。 编辑汪艺 收 稿日 期 2 0 1 4 1 0 1 3