终结耳板磨损的可行解决方案

任何带有活动销轴的机器最终都会出现耳板磨损。最常见的是承受重负荷和振动的应用，如采矿和建筑设备。其他常见应用包括工业压机、风力涡轮机和活动桥。几乎所有应用中的活动销轴都会在某一时刻出现耳板磨损--要求越高，磨损越快。一旦出现这种情况，就会导致精度和控制能力下降。

使用传统直销时，耳板磨损不可避免，主要有三个原因：

1. 耳板的材料通常比轴销软，因此当两者接触时会产生变形。
2. 耳板中没有压力分布。这是因为安装销轴时需要在耳板孔和销轴之间产生间隙。当装上销轴时，销轴的所有压力都被压到耳板孔的细圈上。
3. 当设备的运动方向发生变化时，这种弹力能使作用于销轴上的力以最大功率冲击耳板孔。

解决耳板磨损最常见的方法是通过焊接和镗孔来修复耳板。第一步是拆卸销轴。然后需要将镗孔设备依次 "安装 "到设备上。对磨损的耳板进行重新镗孔，用焊料填满，最后用精细的切口重新钻孔，使其达到原来的直径和公差。拆除镗孔设备并重新进行油漆后，安装新的替换销轴。根据安装的大小和复杂程度，整个过程可能需要几个小时到几天不等。在此期间，机器无法运行。

尽管费时费力，但人们普遍认为这种方法不可避免。"Expander膨胀销系统开发与研究工程师 Jonny Wiberg 说："每个人都是如此，因为其他人都这么做，他们甚至不知道还有其他方法。"维修就这么被默认了，人们甚至不会去寻找其他的解决方案"。

多年来，工程师们一直在寻找解决耳板磨损问题的更好办法。事实证明，以往的尝试都不是普遍有效的。有一种方法是使用一种销轴，尽可能紧密地与耳板的孔配合，实际上消除了两者之间的间隙，并确保了直销的最佳压力分布。这种方法不仅使转轴价格昂贵，而且销轴难以安装；随着时间的推移，耳板孔无论如何都会扩大。

使用加热法时，先将销轴冷冻，然后在安装后让其温度升高并膨胀，使其与耳板完美压合。销轴和耳板的公差要求非常严格，小到百分之一毫米，即公差等级6。这大大增加了销轴的成本。带有冷冻轴的销轴通常被认为是免维护的，但由于轴无法拆卸，因此无法对其进行维护。

另一种解决方案是使用衬套来提高耳板的强度。然而，这只会延长耳板磨损的开始时间，并不能彻底解决问题，因为在设备的使用寿命期间需要多次更换衬套。

这些解决方案都无法完全消除昂贵而耗时的耳板维修需求。相比之下，Expander 膨胀系统有可能一劳永逸地防止耳板磨损。它的工作原理是使用一个两端为锥形的销轴和两侧的膨胀套筒。安装时，套筒径向膨胀，从而填满耳板，形成精确的压入配合。

当Expander膨胀销系统的套筒向耳板内膨胀时，它们可以贴合凹凸不平或变形的部分，从而消除了焊接和镗孔的需要。这大大减少了安装时间和机器停机时间。安装Expander膨胀销系统最耗时的工序是拆卸和移除原销轴，这也是焊接和镗孔前的必要工序。在近期的一个例子中，瑞典Expander膨胀销系统公司被要求对 70mm车轴进行成本比较。考虑到Expander膨胀销的成本、销轴拆卸和安装的成本以及停机造成的收入损失，计算出Expander膨胀销系统解决方案的总成本约为 500 欧元。

传统销轴的价格约为购买价格的三分之一，而拆除和安装成本保持不变。直线镗孔所需的时间、线镗设备的运输时间以及因停机时间大幅增加而造成的收入损失，所有这些的预估总成本超过 2300 欧元。

使用Expander膨胀销系统并不能完全消除镗孔的需要，但无需焊接。这避免了销轴在使用寿命内的耳板磨损问题。使用传统销轴时，耳板磨损不可避免地会再次出现，因此需要重复维修。在典型的应用中，这种情况会在机器的使用寿命内发生三到四次，或者每 3,000 或 4,000 小时发生一次。这意味着每台机器可节省数千欧元的成本。

一枚生锈的钉子如何成就一项获奖创新

20 世纪 50 年代，埃弗特-斯文森（Everth Svensson）和格哈德-斯文森（Gerhard Svensson）这对孪生兄弟在瑞典各地修建公路，他们对因耳板磨损而造成的停工和维修感到越来越沮丧。一天，当一个销轴松动时，埃弗特即兴用一枚生锈的旧钉子将销轴固定在耳板孔中。

作为临时解决方案，生锈的铁钉效果不错，这也激发了埃弗特开发Expander膨胀销系统的灵感。多年来，这对孪生兄弟一直使用膨胀销产品修路。然而，直到 1986 年，Everth 的儿子 Roger 意识到父亲解决方案的独创性后，才将这一概念申请了专利，并成立了瑞典 Expander System AB(Expander膨胀销系统公司)。1987 年，瑞典工业部向 Expander膨胀销系统公司颁发了为纪念阿尔弗雷德-诺贝尔（Alfred Nobel）而设立的诺贝尔创新发展奖。如今，全球已有数百万个机器连接安装了Expander膨胀销。

获得超过 6000 小时的额外运行时间

耳板磨损是机械销轴普遍存在的问题。多年来，这个问题让机械用户花费了大量资金用于维修和停机。Expander 膨胀系统可以解决这个问题。

在大多数情况下，Expander膨胀销系统的成本要高于传统的直销。但是，如果将所有成本都计算在内，包括与焊接和直线镗钻相关的时间和成本，以及因停机而造成的生产损失，就会证明Expander膨胀销系统的成本效益要高得多。节约的全部成本取决于许多不同的变量，但可以说，耳板磨损的频率越高，停机成本越高，潜在的节约就越大。

对于瑞典建筑机械供应商 Maskinia AB 来说，每一分钟的停机维修时间都意味着收入的损失。这就是他们自 1999 年以来一直使用Expander膨胀销系统的原因。

最近，一台挖掘机在工作 3,700 小时后被送去维修。使用Expander膨胀销系统后，仅用 6 个小时就更换了吊臂安装轴。相比之下，如果使用传统的焊接和镗钻方法更换销轴，则需要 3-4 天的时间。

Maskinia 的售后市场经理 Lars Malmén 说："虽然Expander 系统的成本高于传统销，但如果将维修时间和停机损失的收入计算在内，两者之间的差异显然对 Expander 系统有利。如果再加上 Expander 提供的 10 年性能保障，那么至少可以保证 10,000 小时无故障运行，而传统销轴的正常运行时间为 3,700 小时。