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轴的修复方法

2023-02-09

轴是Z容易磨损或损坏的零件,常见的损坏部位及维修方法如下:

1.中心孔损坏

修复前,首先除去孔内的油污和铁锈,检查损坏情况,如果损坏不严重,用三角刮刀或油石等进行修整;损坏严重时,应将轴安装在车床上用中心钻加工修复,直至符合规定的技术要求。

2.轴颈磨损

轴颈因磨损而失去正确的几何形状和尺寸,变成椭圆形或圆锥形。常用以下方法修复:

A.按规定尺寸修复:当轴颈磨损量小于0.5mm时,可用机械加工方法使轴颈恢复正确的几何形状,然后按轴颈的实际尺寸选配新轴衬。这种用镶套方法进行修复可避免变形,经常使用。

B.用堆焊法修复:几乎所有的堆焊工艺都能用于轴颈的修复。堆焊后不进行机械加工的,堆焊层厚度应保持在1.5~2.0mm;若堆焊后仍需进行机械加工的,堆焊层厚度应比轴颈名义尺寸大2~3mm。堆焊后应进行热处理退火。

C.用电镀或喷涂修复:当轴颈磨损量在0.4mm以下时,可用镀铬修复,但成本较高,只适于重要的轴。为降低成本,对于非重要的轴应用镀铁修复,用低温镀铁效果很好,原材料便宜,成本低,污染小,镀层厚度可达1.5mm,硬度较高。磨损量不大的也可用喷涂修复。

D.粘接修复:把磨损的轴颈车小1mm,然后用玻璃纤维蘸上环氧树脂胶,一层一层地缠在轴颈上,待固化后加工到规定的尺寸。

3.圆角

圆角对轴的使用性能影响很大,特别是在交变载荷作用下,因轴颈之间突变部分的圆角被破坏或圆角半径减小,易使轴折断。因此,圆角的修复不可忽略。圆角的磨伤可用细锉或车削、磨削修复。当圆角磨损很大时,需要进行堆焊,然后退火车削到原尺寸。圆角修复后,不允许留有划痕、擦伤或刀迹,圆角半径也不许减小,否则会减弱轴的性能并导致轴的损坏。

4.螺纹

当轴表面上的螺纹碰伤,螺母不能拧入时,可用圆板牙或车削修整。若螺纹滑牙或掉牙时,可先把螺纹全部车削掉,然后进行堆焊,再车削加工修复。

5.键槽

当键槽只有小凹痕、毛刺和轻微磨损时,可用细锉、油石或刮刀等进行修整。若键槽磨损较大时,可扩大键槽或重新开槽,并配大尺寸的键或阶梯键;也可在原槽位置上旋转90°或180°重新按标准开槽。开槽前需先把旧键槽用气焊或电焊填满。

6.花键槽

A.当键齿磨损不大时,先将花键部分退火,进行局部加热,然后用钝錾子对准键齿中间,手锤敲击,并沿键长移动,使键宽增加0.5~1.0mm。花键被挤压后,劈成的槽可用电焊焊补,Z后进行机械加工和热处理。

B.一般采用纵向或横向施焊的自动堆焊。纵向堆焊时,把清洗好的花键轴装到堆焊机床上,机床不转动,将振动堆焊机头旋转90°,并将焊嘴调整到与轴中心线成45°角的键齿侧面。焊丝伸出端与工件表面的接触点应在键齿的节径上,由床头向尾架方向施焊。横向施焊与一般轴类零件修复时的自动堆焊相同。为保证堆焊质量,焊前应将工件预热。堆焊结束时,应在焊丝离开工件后再断电,以免产生端面弧坑。 堆焊后要重新进行铣削或磨削,达到规定的技术要求。

C.按照规定的工艺规程进行低温镀铁,镀后进行磨削,符合技术要求。

7.裂纹和折断

轴出现裂纹后若不及时修复,就有折断的危险。对受载不大或不重要的轴,当径向裂纹不超过轴直径的10%时,可用焊补修复。焊补前,必须认真做好清洁工作,并在裂纹处开坡口。焊补时,先在坡口周围加热,然后再进行焊补。为消除内应力,焊后需进行回火处理,Z后通过机械加工满足尺寸要求。对于轻微裂纹还可用粘接修复,先在裂纹处开槽,然后用环氧树脂胶填补和粘接,待固化后进行机械加工。对轴上有深度超过轴直径10%的裂纹或角度超过10°的扭转变形,且是受载很大或重要的轴,应予以调换。

当载荷大或重要的轴出现折断时,应及时调换。一般受力不大或不重要的轴,可用图所示的方法进行修复。

图中a是用焊接法把断轴两端对接起来。焊接前,先将两轴端面钻好圆柱销孔、插入圆柱销,然后开坡口进行对接。圆柱销直径一般为(0.3~0.4)d,d为断轴外径。图中b是用双头螺柱代替前面的圆柱销。若轴的过渡部位折断,可另车一段新轴代替折断部分,新轴一端车出带有螺纹的尾部,旋入轴端已加工好的螺孔内,然后进行焊接。有时折断的轴其断面经过修整后,使轴的长度缩短了,此时需要采用接段修理法进行修复,即在轴的断口部位再接上一段轴颈。

8.弯曲

对弯曲量较小的轴,一般小于长度的8/1000,可用冷校法进行校正。通常对普通的轴可在车床上校正,也可用千斤顶或螺旋压力机进行校正。这些方法的弯曲量能达到1m长是0.05~0.15mm,可满足一般低速运行的机械设备要求。对要求较高、需精确校正的轴,或弯曲量较大的轴,则用热校法进行校正。通过加热,温度达500~550℃,然后待冷却进行校正。加热时间根据轴的直径大小,弯曲量和加热设备确定。热校后应使轴的加热处退火,达到原来的力学性能和技术要求。

9.曲轴的修复

曲轴是机械设备中一种较重要的零件,它的加工制造工艺比较复杂,造价较高,因此修复曲轴是维修中一项重要工作。

曲轴常见的故障有:曲轴弯曲、轴颈磨损、表面疲劳裂纹和螺纹破坏等。

A.曲轴弯曲校正:将曲轴置于压床上,用V形铁支承两端主轴颈,并在曲轴弯曲的反方向对其施压,产生弯曲变形。若曲轴弯曲程度较大,为防止折断,校正可分几次进行。经过冷压校的曲轴,因弹性后效作用还会使其重新弯曲,Z好施行自然时效处理或人工时效处理,消除冷压产生的内应力,防止出现新的弯曲变形。

B.轴颈磨损修复:主轴颈的磨损主要是失去圆度和圆柱度,Z大磨损部位是在靠近连杆轴颈的一侧。连杆轴颈磨损成椭圆形的Z大磨损部位是在各轴颈的内侧面,即靠近曲轴中心线的一侧。连杆轴颈的锥形磨损,Z大部位是在机械杂质偏积的一侧。

曲轴轴颈磨损后,特别是圆度和圆柱度超过标准时需要进行修理。没有超过极限尺寸的磨损曲轴,可按修理尺寸进行磨削,同时换用相应尺寸的轴承,否则应采用电镀、堆焊、喷涂等工艺恢复到标准尺寸。为有利于成套供应轴承,主轴颈与连杆轴颈一般应分别修磨成同一级修理尺寸。特殊情况,如个别轴颈烧蚀并发生在大修后不久,则可单独将这一轴颈修磨到另一等级。曲轴磨削可在专用曲轴磨床上进行并遵守磨削曲轴的规范。在没有曲轴磨床的情况下,也能用曲轴修磨机或在普通车床上磨修,不过需配置相应的夹具和附加装置。

C.曲轴裂纹修复:曲轴裂纹易产生在主轴颈或连杆轴颈与曲柄臂相连的过渡圆角处和轴颈的油孔边缘。若发现连杆轴颈上有较细的裂纹时,经修磨后裂纹能消除,则可继续使用。一旦发现有横向裂纹时,通常不进行修复,须予以调换。

10.其它部位维修

外圆锥面和圆锥孔磨损,均可用车削或磨削加工到较小和较大尺寸,达到修配要求,另外配相应的件;轴上销孔磨损了,也可铰大一些,另配销子;轴上的扁头、方头及球面磨损可用堆焊或加工修整几何形状;当轴的一端损坏,可切削损坏的一段,再焊上一段新的,并加工到要求的尺寸。

(来源:加工之友)