基于制药机械电气中本质安全技术探究

基于制药机械电气中本质安全技术探究

陈永林

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摘要:在制药企业的生产机械中,很多都用到了滑动轴承结构,尤其是轴套的使用。轴套在制药机械中应用很多,这一零件的使用状态会在很大程度上影响机械的运行。但是这一零件在实际使用过程中,特别容易出现磨损,因此,研究其磨损修复技术，可以保证设备的本质安全。

关键词:制药机械;磨损轴套;修复

机械电气电气安全问题一直是人们所关心的话题，对于人们的生活以及人身安全都具有重要的影响。在各个行业中电气安全问题都是值得重视的，当然制药行业也不例外。制药机械是促进制药行业发展的基础，是其行业经济发展的动力，所以只要机械的电气安全问题就值得让人探究。这不仅仅影响着只要机械的质量，同时也对药品的质量具有严重的影响，进而对于人们的身体健康也会产生不利的影响。因此，有关人员应该及时总结出制药机械中电气安全问题，对于这些问题进行分析，从而确保药品的质量，有利于制药企业更好的生存和发展。在制药企业的生产机械中,很多都用到了滑动轴承结构,尤其是轴套的使用。轴套在制药机械中应用很多,这一零件的使用状态会在很大程度上影响机械的运行。但是这一零件在实际使用过程中,特别容易出现磨损,因此,研究其磨损修复技术具有重要意义。

1轴套磨损原因及修复条件

在了解轴套修复原理前,首先应了解轴套的磨损原因。轴套套在转轴外,与转轴之间存在间隙,并依靠过盈值,与轴承座之间产生弹性压力,从而获得牢固的连接。轴套在运行过程中,极易出现磨损,磨损情况与所用材料的特性关系很大。轴所用的材料通常是金属,金属的硬度比较高,不容易变形,但是一旦发生压缩变形,不但无法复原,还容易开裂。在冲击应力的作用下,轴套和转轴之间更容易出现黏着的情况,在滑动时,就容易造成滑动面擦伤。在循环压力的作用下,也会造成应力作用处的金属材料脱落,形成磨损。在运行过程中,振动也可能造成微动磨损。在这些因素的长期作用下,必然会造成配合间隙的增大,一般来说,转轴的直径可能会减小0.1~0.3mm,形成磨损。通常,人们不会注意到轴套的细微磨损。当制药机械发生比较严重的异常情况时,例如:振动过大、温度过高或声音过大等,人们才会注意到轴套的磨损状况。轴套磨损的影响很严重,会阻碍制药机械的正常运行,严重缩短制药设备的使用寿命,降低药品的生产效率,并影响制成药品的质量,造成药品质量不达标。严重时,轴套磨损还会导致整条制药生产线报废,甚至导致制药车间发生严重的安全事故。因此,一旦人们发现轴套发生磨损,应仔细研究轴套的磨损情况,如果轴套的磨损特别严重,已经严重影响了制药机械的运行,修复比较困难,此时修复并不是最好的选择,可以直接更换新的轴套,更换后进行磨合,使它们能够协调运行。如果轴套的磨损不是很严重,制药机械除轴套外的其他部件仍然能够正常运行,这时对轴套进行修复,要比更换轴套更加经济,可以采用修复的方式。

2传统磨损轴套修复技术分析

2．1堆焊修复技术

堆焊是通过电弧焊或气压焊等方法,将修复金属材料融化,修复材料的性能,与轴套原有材料的性能相同或相近,然后将融化的材料堆在轴套上面,有效修复轴套的磨损。同时,通过调节相关的堆焊参数,可以在一定范围内,自由地对堆焊层的厚度、宽度、硬度等指标进行调整。现阶段我国的堆焊技术主要有弧堆焊、冷焊堆焊等,这些技术可以很好地修复磨损,使修复材料与轴套牢固黏结,并保证轴套的良好性能,例如:耐磨性、耐热性等。但是这些技术往往需要配置高性能的操作设备,并雇佣操作娴熟的技术工人进行修复,修复的成本比较高。

2．2镶轴套修复技术

镶轴套修复技术,是制作一个与原有轴套扩孔尺寸一样的轴套,将其压入原有的已磨损轴套内,起到修补磨损目的。这一技术的应用要求很高,在镶套材料的选择上,既要选择耐磨损的金属材料,又要选择热膨胀系数与原有材料相近的金属材料,使修复后的轴套能够长时间使用,不发生或发生少量磨损,并且在受热时,不因膨胀程度不同而发生开裂。在镶套材料的尺寸上,要计算合适的壁厚尺寸,尺寸过大会造成镶套被压裂,尺寸过小会造成磨损修复不完全,转轴与轴套之间依然会发生松动。在压入时,应精准控制轴套的温度,使温度缓慢升高,并维持在某一数值。这一技术的应用效果比较好,但是操作也比较复杂,对技术人员要求较高。

2．3其他传统修复技术

堆焊、镶轴套都是我国传统的修复轴套的技术。以上两种修复技术在应用时,都需要技术人员掌握各个复杂的修复环节,还要注意机械和环境本身的影响。因此,这些技术的应用比较复杂,所需成本也比较高。除了这两种磨损轴套修复技术,我国还有打麻点、刷镀等修复技术,或直接更换新的轴套零件。然而,打麻点修复技术已非常陈旧,它的修复效果也比较差,基本不采用这种方式。刷镀是一种电化学修复技术,把轴套作为阴极,通过电镀的方法,将电镀液中的金属离子加工到轴套表面上,从而达到修复轴套磨损的目的。

3国外磨损轴套修复技术分析

制药机械会对整个医疗行业的发展产生影响,因此,许多国家也在不断探索磨损轴套的修复技术。国外在磨损轴套的修复方面也取得了一定的发展。一些国家主要采用高分子复合材料技术和Nanotechnology(纳米技术)。高分子复合材料有很大的优势,这种材料能够在保证强度和硬度标准的基础上,弥补金属材料的缺陷。高分子复合材料增强了材料的退让性,并保证了良好的抗疲劳、抗冲击等性能。高分子复合材料的良好特性,充分改善了轴套与轴承之间的协调度,使二者之间的冲击应力、循环压力等应力减小,从而减轻了轴套的磨损和破坏程度。以1stline(福世蓝)公司研究发明的高分子复合材料为例,该公司生产的2211F材料是全球著名的修复材料。其材料具有较好的黏着力,能够与已磨损轴套牢固结合。这种材料的耐磨性能也非常好,能够很好地修复和维护各种轴套零件。与我国传统的修复技术相比,采用这种技术,不仅能快速精准修复已磨损的轴套,且成本也比较低,也不会对环境造成不利影响。这种修复技术主要有两种方式,分别用于不同类型轴套的修复。一种是直接修复技术,这种方式一般用来修复大直径、低转速的轴套。在修复时,不需要任何设备,也不需要将制药机械拆开,只需要使已磨损的轴套露出即可。首先,将转轴表面清理干净,将调制好的高分子复合材料涂抹在转轴上,最后将涂好的表面进行平整处理,等待其凝结硬化即可。整个过程只需要2~6h,节省了制药企业修复磨损轴套的时间,提高了工作效率,既安全又有效。另一种是机加工修复,该技术一般用来修复小直径、高转速的轴套。因为高转速的轴套对材料的均匀度有很高的要求,如果所涂高分子复合材料不均匀,或存在多余的部分,则可能造成转轴和轴套在转动时发生振动。因此,需要将凝结硬化后的轴套送上车床,进行再加工,从而削切掉轴套上的多余部分,减小圆心的偏移程度,使其更加高效地运行。

4结语

通过分析我国传统的磨损轴套修复技术,以及国外的新型磨损轴套修复技术,可以发现,高分子复合材料技术及Nanotechnology具有更大的优势。我国传统修复技术操作比较复杂,对操作人员的技术要求也比较高,同时还需要花费较高的修复费用。而采用高分子复合材料技术及Nanotechnology,可以在不拆卸制药机械的基础上,快速修复轴套。我国制药企业应多借鉴这些经验,研究出更方便快捷的修复技术,促进制药行业和医疗行业的发展。

参考文献:

[1]毕德民．制药机械中磨损轴套的修复技术[J].科学与财富,2016,(07):367．