軸類零件的修復(fù)方法與技術(shù)應(yīng)用分析
2021-02-04孟影
（徐州鐵礦集團(tuán)選礦廠）
（徐州鐵礦集團(tuán)選礦廠）
【摘 要】對任何設(shè)備，軸是決定一臺機(jī)械設(shè)備能否確保正常運行工作質(zhì)量的主要零件，所以必須有嚴(yán)格的檢查要求和及時的良好維修。經(jīng)詳細(xì)檢查后，有缺陷的軸，必須根據(jù)技術(shù)要求和具體情況進(jìn)行分析處理。應(yīng)本著節(jié)約精神，盡量做到修舊利廢，延長使用壽命。
軸是關(guān)鍵性配件之一，軸的材料大多數(shù)是采用低碳鋼、中碳鋼、合金鋼和鑄鐵。在使用中產(chǎn)生軸徑磨損、軸的彎曲變形、斷軸、裂紋等應(yīng)及時處理。軸徑的磨損的修復(fù)一般可以用下列幾種方法。
電鍍：利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程，是利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝，從而起到防腐、提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進(jìn)美觀等作用。修復(fù)軸的電鍍材料可以采用鉻，鉻是一種堅硬而帶光澤的金屬，經(jīng)常受到摩擦的軸類，都常用鍍鉻的方法來延長它們的使用壽命。鉻在潮濕的大氣中、堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽的溶液中以及有機(jī)酸中非常穩(wěn)定，易溶于鹽酸及硫酸，鉻層附著力強(qiáng)，硬度高，耐磨性好，有較高的耐熱性，鍍鉻厚度一般在0.05～0.3mm范圍內(nèi)，有時也達(dá)到1mm。
金屬噴鍍：利用壓縮空氣將熔融狀態(tài)的金屬霧化成微粒，噴射在預(yù)先準(zhǔn)備好的工作表面上，形成金屬覆蓋層的一種機(jī)械結(jié)合的工藝方法。它能用來噴鍍絕大多數(shù)的金屬和合金，基本上不受設(shè)備零件形狀的限制，噴鍍層硬度高，耐磨性高，可得到從0.02～10mm厚的金屬覆蓋層，噴鍍時零件溫度低（70～80℃），基本金屬的組織結(jié)構(gòu)未變，強(qiáng)度不會降低。
焊補(bǔ)：利用電弧放電時所產(chǎn)生的熱量作為熱源，加熱、熔化焊條和焊件并使之相互熔化，形成牢固接頭的焊接過程。焊補(bǔ)時應(yīng)將施焊處清理干凈，施焊處愈清潔，電弧愈易穩(wěn)定，如出現(xiàn)磨損的溝槽應(yīng)將突出部位磨掉，盡量使待焊補(bǔ)面表面平滑。選擇焊條，應(yīng)根據(jù)軸所使用材料而定。我們常使用的軸的材料為45#鋼，可以用THJ422碳鋼焊條焊補(bǔ)，焊補(bǔ)方法：采用圈焊方法，切不可用軸向焊法，以免受熱不均勻而使軸彎曲變形，焊補(bǔ)電流要適當(dāng)選小些，焊補(bǔ)軸徑尺寸應(yīng)比技術(shù)要求的公稱尺寸高出1～1.5mm為宜，不可焊的太厚，如焊補(bǔ)過厚勢必加長焊補(bǔ)時間，容易使金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)過熱而使結(jié)構(gòu)組織產(chǎn)生變化，將影響軸的使用壽命，加工焊補(bǔ)完成后，應(yīng)將軸冷卻到正常溫度，然后再按照圖紙要求進(jìn)行車削加工。
鑲套：從切削軸方面考慮，在車床上將磨損處車去5～6mm，也就是在直徑上車去10～12mm，鑲套壁厚度在5～6mm，不能太薄，太薄套受振動易脫落，太厚軸的直徑截面減少，軸的強(qiáng)度就會降低，甚至將發(fā)生斷軸，采用H7/s6配合（此法適用于一般鋼體或用于薄壁體的冷縮配合），套的毛坯壁厚可以厚一點，在上車床加工外徑至圖紙所要求的尺寸；從切削配合孔方面考慮，利用現(xiàn)有軸的尺寸，不切削軸，可以保證軸的強(qiáng)度不變，擴(kuò)大配合孔的尺寸，鑲嵌相應(yīng)厚度的套，根據(jù)配合特性選取合適公差配合。
這幾種軸類修復(fù)方法都有一些缺點。
電鍍鍍鉻：硬，脆，容易脫落，承受多變的沖擊負(fù)荷時更為明顯。適用于磨損不大，體積較小的零件，使用范圍小。
金屬噴鍍：鍍層本身的抗拉，抗剪切和抗沖擊強(qiáng)度都低（抗壓強(qiáng)度高，約為75～85 ㎏/mm²）。因此只能增加零件的幾何尺寸，而不能增加或恢復(fù)強(qiáng)度，鍍層與基體金屬的結(jié)合強(qiáng)度不如電鍍牢固，噴鍍層孔隙率大。
焊補(bǔ)：焊補(bǔ)時，焊補(bǔ)厚度不好掌握與控制，焊接過厚時間就要過長，易使軸的金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)過熱而使結(jié)構(gòu)組織產(chǎn)生變化，影響軸的壽命。焊接過程中常伴有焊接缺陷，焊接缺陷會導(dǎo)致應(yīng)力集中，降低承載能力，縮短使用壽命，甚至造成軸脆斷，對電焊工操作技術(shù)要求高，還要經(jīng)常更換焊條清理焊道熔渣。
鑲套：使軸的斷面減少，容易產(chǎn)生斷軸，選取公差不合適，容易造成裝配困難。
綜上對比，電鍍鍍鉻和金屬噴鍍都需要專用設(shè)備，我們是生產(chǎn)單位，如引進(jìn)設(shè)備使用率也不是很高，如需電鍍鍍鉻和金屬噴鍍處理，我們可以到附近修理廠加工處理，所以在生產(chǎn)實際中常采取焊補(bǔ)與鑲套這兩種修復(fù)方法。重型振篩軸頭磨細(xì)，最大磨損處有0.25mm，與之配合的配重輪孔徑已經(jīng)橢圓，最大磨損處有2mm，軸與配種輪磨損量相對比，配種輪磨損量大，擴(kuò)大配重輪孔徑鑲套比較合適，重型振篩軸已更換過一次，軸上軸承臺與軸頭處都磨損，經(jīng)濟(jì)方面考慮，焊補(bǔ)軸的尺寸參照現(xiàn)在使用軸尺寸加工，兩根軸可以通用，實現(xiàn)修舊利廢，節(jié)約購買新軸費用，降低生產(chǎn)成本。由于軸設(shè)計時，考慮到強(qiáng)度，考慮一定的安全系數(shù)，所以鑲套是處理重型振篩軸的修復(fù)方法中比較理想的，只是在加工時一定要將軸臺處應(yīng)留有一定規(guī)格的圓角，若圓角半徑過小，會使應(yīng)力集中在該處，當(dāng)受到大的沖擊力時會使軸產(chǎn)生折斷。
在選礦廠現(xiàn)場處理問題時，也會根據(jù)現(xiàn)場情況采取臨時修復(fù)軸的方法，皮帶滾筒軸基本上都是焊補(bǔ)修復(fù)，如果磨損程度不大，需要緊急處理的情況下，在實際操作中常使用膠暫時固定；還有其他修復(fù)方法，例如250x1200顎式破碎機(jī)軸徑磨損，飛輪孔也磨損，都已經(jīng)橢圓，鑲套是解決問題的根本方法，處理起來比較復(fù)雜，需要把軸拆卸加工，飛輪需車削加工孔徑，需要較長修理時間，為了不影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，在這種情況下我們采取了緊急措施，根據(jù)軸徑與飛輪相差尺寸添加相應(yīng)厚度鋼片。
在生產(chǎn)實際中，軸徑磨損是比較常見到的軸磨損方式，軸在生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生斷軸、裂紋、彎曲變形、更換軸承時的切割損傷等情況。軸產(chǎn)生裂紋、斷軸（需要車平斷面）一般采用電焊進(jìn)行焊補(bǔ)，但必須根據(jù)軸的材料選用相應(yīng)的電焊條，在焊接過程中采取一定的技術(shù)措施來保證焊補(bǔ)效果。軸的彎曲變形主要采用冷直和熱直兩種方法，效果比較明顯，不影響取直后的正常使用。
軸類修復(fù)好在裝配時應(yīng)保證軸與其他相互配合零件的配合質(zhì)量以及裝配精度。隨著現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展，軸類的修復(fù)方法還會更多。
【參考文獻(xiàn)】
[1]呂光大.電工學(xué)基礎(chǔ)知識[M].中國建筑工業(yè)出版社.
[2]張佐清.礦山機(jī)械設(shè)備維護(hù)與安裝[M].機(jī)械工業(yè)出版社.
[3]朱兆華.焊接與熱切割作業(yè)[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社.
軸是關(guān)鍵性配件之一，軸的材料大多數(shù)是采用低碳鋼、中碳鋼、合金鋼和鑄鐵。在使用中產(chǎn)生軸徑磨損、軸的彎曲變形、斷軸、裂紋等應(yīng)及時處理。軸徑的磨損的修復(fù)一般可以用下列幾種方法。
電鍍：利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程，是利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝，從而起到防腐、提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進(jìn)美觀等作用。修復(fù)軸的電鍍材料可以采用鉻，鉻是一種堅硬而帶光澤的金屬，經(jīng)常受到摩擦的軸類，都常用鍍鉻的方法來延長它們的使用壽命。鉻在潮濕的大氣中、堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽的溶液中以及有機(jī)酸中非常穩(wěn)定，易溶于鹽酸及硫酸，鉻層附著力強(qiáng)，硬度高，耐磨性好，有較高的耐熱性，鍍鉻厚度一般在0.05～0.3mm范圍內(nèi)，有時也達(dá)到1mm。
金屬噴鍍：利用壓縮空氣將熔融狀態(tài)的金屬霧化成微粒，噴射在預(yù)先準(zhǔn)備好的工作表面上，形成金屬覆蓋層的一種機(jī)械結(jié)合的工藝方法。它能用來噴鍍絕大多數(shù)的金屬和合金，基本上不受設(shè)備零件形狀的限制，噴鍍層硬度高，耐磨性高，可得到從0.02～10mm厚的金屬覆蓋層，噴鍍時零件溫度低（70～80℃），基本金屬的組織結(jié)構(gòu)未變，強(qiáng)度不會降低。
焊補(bǔ)：利用電弧放電時所產(chǎn)生的熱量作為熱源，加熱、熔化焊條和焊件并使之相互熔化，形成牢固接頭的焊接過程。焊補(bǔ)時應(yīng)將施焊處清理干凈，施焊處愈清潔，電弧愈易穩(wěn)定，如出現(xiàn)磨損的溝槽應(yīng)將突出部位磨掉，盡量使待焊補(bǔ)面表面平滑。選擇焊條，應(yīng)根據(jù)軸所使用材料而定。我們常使用的軸的材料為45#鋼，可以用THJ422碳鋼焊條焊補(bǔ)，焊補(bǔ)方法：采用圈焊方法，切不可用軸向焊法，以免受熱不均勻而使軸彎曲變形，焊補(bǔ)電流要適當(dāng)選小些，焊補(bǔ)軸徑尺寸應(yīng)比技術(shù)要求的公稱尺寸高出1～1.5mm為宜，不可焊的太厚，如焊補(bǔ)過厚勢必加長焊補(bǔ)時間，容易使金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)過熱而使結(jié)構(gòu)組織產(chǎn)生變化，將影響軸的使用壽命，加工焊補(bǔ)完成后，應(yīng)將軸冷卻到正常溫度，然后再按照圖紙要求進(jìn)行車削加工。
鑲套：從切削軸方面考慮，在車床上將磨損處車去5～6mm，也就是在直徑上車去10～12mm，鑲套壁厚度在5～6mm，不能太薄，太薄套受振動易脫落，太厚軸的直徑截面減少，軸的強(qiáng)度就會降低，甚至將發(fā)生斷軸，采用H7/s6配合（此法適用于一般鋼體或用于薄壁體的冷縮配合），套的毛坯壁厚可以厚一點，在上車床加工外徑至圖紙所要求的尺寸；從切削配合孔方面考慮，利用現(xiàn)有軸的尺寸，不切削軸，可以保證軸的強(qiáng)度不變，擴(kuò)大配合孔的尺寸，鑲嵌相應(yīng)厚度的套，根據(jù)配合特性選取合適公差配合。
這幾種軸類修復(fù)方法都有一些缺點。
電鍍鍍鉻：硬，脆，容易脫落，承受多變的沖擊負(fù)荷時更為明顯。適用于磨損不大，體積較小的零件，使用范圍小。
金屬噴鍍：鍍層本身的抗拉，抗剪切和抗沖擊強(qiáng)度都低（抗壓強(qiáng)度高，約為75～85 ㎏/mm²）。因此只能增加零件的幾何尺寸，而不能增加或恢復(fù)強(qiáng)度，鍍層與基體金屬的結(jié)合強(qiáng)度不如電鍍牢固，噴鍍層孔隙率大。
焊補(bǔ)：焊補(bǔ)時，焊補(bǔ)厚度不好掌握與控制，焊接過厚時間就要過長，易使軸的金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)過熱而使結(jié)構(gòu)組織產(chǎn)生變化，影響軸的壽命。焊接過程中常伴有焊接缺陷，焊接缺陷會導(dǎo)致應(yīng)力集中，降低承載能力，縮短使用壽命，甚至造成軸脆斷，對電焊工操作技術(shù)要求高，還要經(jīng)常更換焊條清理焊道熔渣。
鑲套：使軸的斷面減少，容易產(chǎn)生斷軸，選取公差不合適，容易造成裝配困難。
綜上對比，電鍍鍍鉻和金屬噴鍍都需要專用設(shè)備，我們是生產(chǎn)單位，如引進(jìn)設(shè)備使用率也不是很高，如需電鍍鍍鉻和金屬噴鍍處理，我們可以到附近修理廠加工處理，所以在生產(chǎn)實際中常采取焊補(bǔ)與鑲套這兩種修復(fù)方法。重型振篩軸頭磨細(xì)，最大磨損處有0.25mm，與之配合的配重輪孔徑已經(jīng)橢圓，最大磨損處有2mm，軸與配種輪磨損量相對比，配種輪磨損量大，擴(kuò)大配重輪孔徑鑲套比較合適，重型振篩軸已更換過一次，軸上軸承臺與軸頭處都磨損，經(jīng)濟(jì)方面考慮，焊補(bǔ)軸的尺寸參照現(xiàn)在使用軸尺寸加工，兩根軸可以通用，實現(xiàn)修舊利廢，節(jié)約購買新軸費用，降低生產(chǎn)成本。由于軸設(shè)計時，考慮到強(qiáng)度，考慮一定的安全系數(shù)，所以鑲套是處理重型振篩軸的修復(fù)方法中比較理想的，只是在加工時一定要將軸臺處應(yīng)留有一定規(guī)格的圓角，若圓角半徑過小，會使應(yīng)力集中在該處，當(dāng)受到大的沖擊力時會使軸產(chǎn)生折斷。
在選礦廠現(xiàn)場處理問題時，也會根據(jù)現(xiàn)場情況采取臨時修復(fù)軸的方法，皮帶滾筒軸基本上都是焊補(bǔ)修復(fù)，如果磨損程度不大，需要緊急處理的情況下，在實際操作中常使用膠暫時固定；還有其他修復(fù)方法，例如250x1200顎式破碎機(jī)軸徑磨損，飛輪孔也磨損，都已經(jīng)橢圓，鑲套是解決問題的根本方法，處理起來比較復(fù)雜，需要把軸拆卸加工，飛輪需車削加工孔徑，需要較長修理時間，為了不影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，在這種情況下我們采取了緊急措施，根據(jù)軸徑與飛輪相差尺寸添加相應(yīng)厚度鋼片。
在生產(chǎn)實際中，軸徑磨損是比較常見到的軸磨損方式，軸在生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生斷軸、裂紋、彎曲變形、更換軸承時的切割損傷等情況。軸產(chǎn)生裂紋、斷軸（需要車平斷面）一般采用電焊進(jìn)行焊補(bǔ)，但必須根據(jù)軸的材料選用相應(yīng)的電焊條，在焊接過程中采取一定的技術(shù)措施來保證焊補(bǔ)效果。軸的彎曲變形主要采用冷直和熱直兩種方法，效果比較明顯，不影響取直后的正常使用。
軸類修復(fù)好在裝配時應(yīng)保證軸與其他相互配合零件的配合質(zhì)量以及裝配精度。隨著現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展，軸類的修復(fù)方法還會更多。
【參考文獻(xiàn)】
[1]呂光大.電工學(xué)基礎(chǔ)知識[M].中國建筑工業(yè)出版社.
[2]張佐清.礦山機(jī)械設(shè)備維護(hù)與安裝[M].機(jī)械工業(yè)出版社.
[3]朱兆華.焊接與熱切割作業(yè)[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社.
本文轉(zhuǎn)自《硅谷》2015年01期
