魏学龙
四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司????610200
摘要：将金属自修复材料添加到机械设备的润滑油中，能够有效的修复机械摩擦造成的磨损部位，减少设备间隙并且优化设备内部间隙之间的相互关系，能够促使机械设备恢复到原有的性能，减少摩擦给机械设备造成的损失，延长设备使用的寿命，提高设备使用率，减小故障率，降低设备维修成本，促进工程快速施工。基于此，本文对机械设备上金属自修复材料的应用进行了分析与探讨。
关键词：金属自修复材料；隧道施工设备；应用探讨
以沈海复线A7赐敢岩隧道出口出渣施工为例，使用三台挖掘、八台自卸车分别对左右洞进行循环出渣作业，待3km开挖作业结束后，两台volvo240,一台CAT329，八台自卸车都严重受损：大臂、小臂以及斗的联结销及销孔、旋转都严重磨损，间隙非常大，作业时斗晃动厉害并发出刺耳的摩擦声，旋转、行走系统发卡、不动作，自卸车机械部位也有很大的磨损，修复费用达到三十万左右（未包含作业期间因摩擦引起的修理费用）。
由此可见摩擦是造成机械设备损耗的最大原因之一，据相关统计显示，约有75%的机械设备故障是由摩擦引起的，摩擦是机械设备失效的主要原因，金属自修复产品能够有效的解决机械磨损这一问题，对实现机械设备的高效和低成本生产具有十分重要的意义。
一、机械设备的摩擦磨损过程
机械设备的摩擦磨损过程是非常复杂的，通常情况下，机械设备的摩擦磨损过程主要包括磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段（如图1）。首先，由于新机械的摩擦表面都具有一定的原始粗糙度，随着机械设备的使用，原始粗糙度逐渐被磨平，实际接触面积不断增大，实现了弹性接触，刚开始的时候摩擦速度较快，后期逐渐减慢，然后进去稳定磨损阶段。其次，稳定磨损阶段又叫做摩擦的正常工作阶段，磨损较为缓慢而且比较稳定，一般情况下，磨损速度是由磨损量和时间的正比。最后，在剧烈磨损阶段，由于机械设备老化、使用时间较长等原因，摩擦条件将发生巨大的变化，磨损的速度也在逐渐增大，最常见的就是出现噪音和振动，最终导致机械设备失效。
图1磨损阶段示意图
二、金属自修复材料在机械设备上的应用
（一）自修复与磨损的互逆关系
自修复是指不需要对机械设备进行拆卸就可以自动地完成磨损修复，是机械磨损自我治愈的过程，自修复过程与磨损过程是互逆的（如图2）。
图2自修复与磨损的关系示意图
（二）金属自修复材料的应用条件
当新引进的机械设备或者是新检修的设备度过最初的磨合阶段，磨损速度经过一段时间的发展逐渐降低并趋于稳定的时候，即机械设备处在稳定磨损阶段的时候，可以开始使用金属自修复材料。不需要磨合的机械设备可以直接在润滑油里加入金属自修复材料。
（三）金属自修复材料在机械设备中应用的准备工作
金属自修复材料在机械设备中的应用准备工作主要有三个方面。首先，要对相关的机械设备进行检修，确定每个部件的摩擦状况、检查磨损情况，记录噪音、温度等相关的参数。其次，要将机械内部的废润滑油完全排空，并且将油箱内壁的杂质彻底的清理干净，如果零部件存在损坏的情况要及时的更换。最后，对机械设备自修复材料使用前、使用后的检测数据进行记录，为以后的添加工作提供参考。
（四）金属自修复材料的使用方法
一般情况下，是按照金属自修复材料与润滑油2.5：100的比例进行添加，并且记录相关的参数，当所有的准备工作结束之后，分两步将自修复材料添加进去，第一次添加金属自修复材料确定量的50%，机械设备运行30分钟之后，再将剩余的50%添加进去。
（五）金属自修复材料使用需要注意的问题
首先，金属自修复材料要与润滑油一起，按照确定的更换周期进行添加，随着新润滑油的添加一起使用。其次，如果是新设备添加金属自修复材料，需要在第一次更换润滑油的时候使用。另外，使用自修复才材料的时候，要在添加之前晃动产品30秒，让产品均匀混合后再加入。
三、应用案例简析
金属是直接在摩擦能转换为热能的部位上发生化学反应，形成超硬、超滑、抗腐蚀的保护膜，不仅能修复处于长期运转中的机器磨损表面，还能在预磨损部位形成保护膜，大幅度地延长装备的使用寿命、降低能耗。同时它是以多种矿石粉体加入润滑油载体进行乳化、扩散处理而成的，在常温下的化学性质十分稳定。某炼钢厂有两台1.2米的薄板热轧钢机，由于工作环境恶劣出现了噪音大、超高温的问题，经过相关分析，对这两台热轧钢机的1号传动减速机添加了金属自修复材料，经过近60天的运行观测发现，热轧钢机的振动明显减弱，并且造成的噪音明显下降，轴瓦的温度也得到了有效的控制，传动减速机的温度下降了10℃左右，大大减少了用排风机降温带来的高能耗、高噪音，达到了节油节电的目的。另外，添加金属自修复材料之后，齿轮和轴瓦的磨损明显减少，抗磨损及修复的效果十分明显，而且还大大提高了齿轮传动的精度和安全性，延长了齿轮的使用寿命，增加了机械的经济效益。
结语：
隧道施工现已全面向机械化施工迈进，高强度的隧道施工作业对机械设备是一个严峻的考验，众多机械设备产生的维修费用已成为制约施工效益的重要因素，金属自修复材料作为一种高新的、独创的金属表面强化修复技术能有效的弥补这一缺陷，实现智能修复磨损部位，有效延长机械设备的使用寿命，减少设备故障率，提高设备使用率，降低生产过程中的成本。
参考文献：
[1]龙长文,李洪艳,邹岩,张祥.金属自修复材料在机械设备上的应用与推广[J].节能,2012,（3）
[2]张飞,潘伟荣,陈宇军,杨鹏.基于金属自修复技术的汽油发动机不解体养护技术[J].润滑与密封,2011,（8）
[3]菅瑞雄,张伟,李兴林,陈芳华.金属抗磨自修复材料对球轴承寿命的影响[J].轴承,2011,（10）