电机修理技师手册转轴故障的修理
电动机转轴一般采用35钢或45钢车制而成,某些特殊电动机转 轴是采用合金钢制作。为了保证电动机正常运行,所以要求转轴应有 一定的机械强度和足够的刚度。转轴常见主要故障有转轴磨损或擦 伤、转轴弯曲以及断轴等。
转轴磨损或擦伤故陣的修理
一、轴颈轻微刮伤的修理
轴颈表面有轻微刮伤、锈斑和凹陷等缺陷,可使用0.063mm细 砂布浸全损耗系统用油(机油)进行打磨,并随时用千分尺检查轴颈 的圆度,随时纠TF其偏差,使轴颈的岡度符合表丨0_27中的规定。有 时也采用平均值表示t即轴颈圆度平均允许值是轴颈的0.02%,而轴 颈的圆锥度平均允许值是轴颈的0.03%。
由于轴颈局部刻痕面积一般不大于轴颈总表而积的3%〜4%, 因此允许不经车削或磨光轴颈,只需打磨消除刻痕就可以了。
2.用农机^2胶粘剂修复轴磨损
滚动轴承与轴颈配合表面有磨损,而且磨损值在0.2mm及以下
表10~27轴颈豳度误差允许值 | ||||
轴颈自:径/mm | 新品允许值/mm | 旧品允许值/ram | ||
lOOCWmin 以上 | lfj〇fJr/min 以下 | lOOOr/rain 以 h | lOOOr/miji 以 T7 | |
50-70 | 0.01 | 0.03 | 003 | 0,05 |
70- 150 | 0.02 | 0.04 | 0.04 | 0,06 |
修复磨损的处理工艺。先用汽油擦拭磨损的轴颈和滚动轴承的内 外圈表面。然后进行配胶:将环氧树脂、固化剂按7:1 (重量比)称 好重量后倒人干净容器内,迅速调匀。注意,现用现配,一次用完。 配制后便可进行粘接工作。
首先在轴颈配合表面上均匀涂刷上胶粘剂,待10-20min后,再 将轴承套人轴颈内。丙为磨损童小,為局部金属点接触,所以不必拘 心不同心问题。待固化后,便可装配使用。以后拆卸时也不困难,用 手锤轻轻敲击儿下,就町拆卸F来。
3.轴颈严重磨损故障的修理
当轴颈严重磨损并超限时,要考虑车削或磨削轴颈,使轴颈圆度 公差符合规定要求u决定切削轴颈应慎重対待,要控制切削量的最小 限度。对于一般电动机转轴而言,轴颈允许切削量不应大于轴颈直径的5%。
经过验证允许机加工时,则可釆取堆焊法和镶套法恢复轴颈直径尺寸。
(1)堆焊法如果采用直流电焊机施焊时,应对转轴轴颈圆周作 反极性的焊接,使轴颈均匀地堆髙一层,焊后再进行退火和机加工。 如采用交流电焊机施焊时f要采取圆周方向対称焊接。如有条件最好 采用cq保护焊,因为它的热影响区小,变形小,不必清渣,效率较 高。电流为90~120A,电压为23〜26V,焊丝直径为堆 焊达到所需尺、t后在车床上进行机加工。
(2)镶金属套法将轴颈车削去4〜5mm深。钢套采用45钢,焊度不小于3mm。采用过盈配合U8的配合公差D将车削好的钢套热装 在加工好的轴颈上,待冷却后,再精加工钢套外径,使其符合装配尺 寸要求。
4.采用刷镀修复轴颈磨损方法
刷镀是在转轴轴颈表面局部进行金属电化沉积,形成镀层,是使 轴颈恢复原有尺寸的一种快速电化沉积金属的新工艺。刷镀办法是将 转轴放在车床上转动(线速度控制在〗Om/min左右),使吸附在阳极 棉套上的刷镀溶液中的金属离子在直流电垓作用下,快速地电化沉积 到转轴轴颈表面上,形成镀层,最后精磨镀层表面,达到所需配合尺 寸。 _
刷镀施工要求:
1)待刷镀的表面必须彻底去除油垢、锈迹、圆度误差、疲劳层 等,否则刷镀后易产生脱落现象。用化学除油和除锈,时间要短。采 取电净除油膜和轻度铁锈时,电压宜采用12〜14V,小直径取低值。 采用活化处理时,电压宜采用10-12V。活化时间也不宜太长,否则 工件表面会出现黑斑点和花斑,# 3活化液的活化工作电压宦取 16 - 20V.
2)阳极与转轴接触位置应选在与转轴轴颈水平中心线上,同时刷镀阳极形状应与转轴表面吻合。
3)预热到5<Vt时开始刷镀为宜,这样会使内应力小,结合性能
4>阳极与转轴之间的相对运动速度一般取15-20m/min较好。转速过快,电暈消耗快;转速过慢,又使镀层发黑变脆,影响质量。
5)刷镀时,溶液要供应充足。
6)对于较粗的转轴,耗电系数应取小值;反之,取稍大值较好,对于新溶液的耗电系数可取0.08左右。
二、转轴弯曲故障的修理
1.冷态直轴法
小型电机转轴的弯矫正,可采取冷态直轴法,通常是在压力机或手动蠔旋压力机上进行矫正,如图10-17所示。
首先将弯曲的转子放置在两个棱柱形的支座t,再将转子转动360\用千分表找出铁心或转轴的凸出面。然后将此凸面朝上放置,将压力机的压杆对准此凸面施加压力,一直压到所需的位置为止(比要矫直的稍过一点即可h直轴过程中,要随时用千分表检测转子铁
心或转轴的弯曲度。
对于弯曲程度轻微的转轴•要求矫直后的精确度不低于匕仍^m;对于严重弯曲的转轴,要求矫直后的精确度不低于0+2mm/m。检査合格后,取7转轴t再复査一次。
2.捻打直轴法
由于采取松弛法需加热,所以对转子绕组有影响,必要时要拆除转子铁心和绕组,单独直轴,这样做较费T时,所以采取捻打直轴法就可以避免这个问题3下面介绍捻打直轴方法。
1)将转轴放在支架上,使弯曲的凸出处朝下。需要捻打的支架A处放t铝板一块,厚度10mm左右,在铝板上再塾放两根^Omm左右的焊锡条,在另一端(B端)不放,如图MM8所示。
2)在支架A的轴端处加蠔栓,并拧紧螺母将轴端向下压。由于轴端向下压,使轴的凹弯处的金属纤维层处于拉伸状态,使轴的突弯处金属纤维层处f压缩状态„然后用1〜2kg的手锤作为捻打工具,通过直径为纟25mm,校度为300mm左右的黄锔捧进行敲打弯曲处。黄铜棒的端头要光滑圆润。另外,也可同时用数人采用数个黄铜棒进行捻打。
3)捻打面应不超过轴圆周的l/3t如图1(M9所示,图中1、2、3、…表不德打的顺序,即从中间开始,向两边扩展。中间打的次数要多,离中间越远,打的次数越少。不可用力猛打,而是敲打振动,使轴金属内部的M内紧力"减少,达到伸展的目的的。
4)每敲打一遍,用千分表测最一次转轴弯曲度的变化。变化量一般是开始时变化大,以后逐渐减缓。
5)最后将转轴放人100~120=^烘炉加热12h,取出后复测弯直情况,检査无变化,并一直使用正常。
3.松弛法
采用松弛法直轴,是在弯曲的部位进行局部加热,使被加热部分的金属纤维伸长,轴弯曲程度增大^在冷却时,伸长的金属纤维大收缩,使转轴产生反向弯曲变形,达到直轴的目的。直轴操作有两种方式,一种是先加压后局部加热直轴;另一种是先局部加热后加压直
1)先加压后加热直轴法是将转轴的凸起部位朝卜_放置,并使转 轴两端在支架上放稳3然后在弯曲点附近施加压力t压力夷逐渐增 加,使转轴朝向凸起枏反的方向变形,并用千分表随时检査变形程 度。最后用石棉布把不需加热的部位包盖好,需加热的邡分露出来, 一般蒔出部分是按沿轴向艮度为轴径的0J-0+15倍,径向长度为轴 径的0.3倍来确定。在压力下开始加热,加热时间和加热火炬的选择 应根据转轴直径大小和弯曲程度而定,通常在弟一次加热的时间为3 〜20idn,火炬采用#3、#4/5级不等。
对T变形和弯曲程度小的转轴,加热温度迖500〜5501即可;对 于弯曲严重的转轴,应使加热区温度达到600〜650乞,并呈现出暗樱 桃红色、,加热中要求均匀地移动火炬.并随时用千分表检査转轴变形 程度。根据矫直程度也可在加热过程中补加一些压力。
当加热直轴符合要求后,立即将加热部位用石棉布盖上保温,使 转轴自然冷却到室温,这时取消压力,用千分表测量。如果转轴矫不 到理想程度,可按上述方法重复矫正一次。根据修理经验,在矫轴 时,可以矫过头<Ji〇5〜0,075mm。这样直轴完T转轴经局部或全部退 火后,过头的数值会自动消除,使貞轴恰到好处◊退火温度一般在 350尤左右。
2)对于弯曲严重的转轴处理,可采取先加热后加压的直轴法。 先在转轴弯曲处的整个圆周丨:均匀加热至600 -650^:;然后紧接着用 压力机加压u在直轴过程中,用装在轴端的千分表检査合格后,压力 保持不变,用千石棉布包好加热处,一直保温至室温。这种直轴方法 对于转轴弯曲度大的矫直效果显著t并且直轴后运行稳定性较高。
4.其他方法
对弯曲度不大的转子,采用找平衡方法来控制电动机振动不超过 允许值,使电动机不经直轴工序继续使用D —般用这种方法处理弯曲 度小于0.01mm的转子是有效果的,个别电动机转子弯曲度达0.02mm 采取这种方法也能达到效果。
另外一种方法是当转轴轴颈有轻微磨损时,可以重新铸瓦或调瓦
间垫片,保证油间隙,使电动机继续运行。
三、断轴焊接修理
运行在冲击、振动和堵塞状态下的电动机,由于经常遭受过载而使转轴疲劳断裂,最常发生的断裂部位是在负载端的滚动轴承处。转轴断裂的修复方法有两种:一种是更换新轴;另种是断轴再接。采取更换新轴办法工期饺、费用髙,不如利用原来的断轴重新焊接在一起更方便,但必须掌握焊接技术,否则不能确保质量u下面介绍断轴焊接方法。
1.鉴别轴料
一般电动机转轴是采用45钢车制而成,m也有采用65钢或合金钢车制成的。由于不同钢结构采用焊接T艺不同,所以要事先对轴进行轴料的鉴定,其鉴定方法有两种:一种是釆用硬度计测定转轴的硬莩,从而可断定出钢料。表列出最高硬度与含碳量的对照表。另一种是进行化验分析或者用火花鉴别法进行判断。
2.焊前准备
将断轴接口部分加工成顶角为处-汾的截顶圆、锥顶直径为3-5mm的锥形体,如图HV20所示。另外,要测绘转轴断裂部位尺寸,画图注明加工尺寸。同时保护好施焊区加热的防火措施。
3.焊接工艺
1)根据轴料确定焊条和焊接电流大小,焊机选用直流或交流均可。轴料切出V形90"坡111。
2)施焊处做好保护,不可烤焦绝缘材料、将坡口预热至250~300T,选用结507牌号的焊条3
3)捻打面应不超过轴圆周的l/3t如图1(M9所示,图中1、2、3、…表不德打的顺序,即从中间开始,向两边扩展。中间打的次数要多,离中间越远,打的次数越少。不可用力猛打,而是敲打振动,使轴金属内部的M内紧力"减少,达到伸展的目的的。
4)每敲打一遍,用千分表测最一次转轴弯曲度的变化。变化量一般是开始时变化大,以后逐渐减缓。
5)最后将转轴放人100~120=^烘炉加热12h,取出后复测弯直情况,检査无变化,并一直使用正常。
3.松弛法
采用松弛法直轴,是在弯曲的部位进行局部加热,使被加热部分的金属纤维伸长,轴弯曲程度增大^在冷却时,伸长的金属纤维大收缩,使转轴产生反向弯曲变形,达到直轴的目的。直轴操作有两种方式,一种是先加压后局部加热直轴;另一种是先局部加热后加压直
1)先加压后加热直轴法是将转轴的凸起部位朝卜_放置,并使转 轴两端在支架上放稳3然后在弯曲点附近施加压力t压力夷逐渐增 加,使转轴朝向凸起枏反的方向变形,并用千分表随时检査变形程 度。最后用石棉布把不需加热的部位包盖好,需加热的邡分露出来, 一般蒔出部分是按沿轴向艮度为轴径的0J-0+15倍,径向长度为轴 径的0.3倍来确定。在压力下开始加热,加热时间和加热火炬的选择 应根据转轴直径大小和弯曲程度而定,通常在弟一次加热的时间为3 〜20idn,火炬采用#3、#4/5级不等。
对T变形和弯曲程度小的转轴,加热温度迖500〜5501即可;对 于弯曲严重的转轴,应使加热区温度达到600〜650乞,并呈现出暗樱 桃红色、,加热中要求均匀地移动火炬.并随时用千分表检査转轴变形 程度。根据矫直程度也可在加热过程中补加一些压力。
当加热直轴符合要求后,立即将加热部位用石棉布盖上保温,使 转轴自然冷却到室温,这时取消压力,用千分表测量。如果转轴矫不 到理想程度,可按上述方法重复矫正一次。根据修理经验,在矫轴 时,可以矫过头<Ji〇5〜0,075mm。这样直轴完T转轴经局部或全部退 火后,过头的数值会自动消除,使貞轴恰到好处◊退火温度一般在 350尤左右。
2)对于弯曲严重的转轴处理,可采取先加热后加压的直轴法。 先在转轴弯曲处的整个圆周丨:均匀加热至600 -650^:;然后紧接着用 压力机加压u在直轴过程中,用装在轴端的千分表检査合格后,压力 保持不变,用千石棉布包好加热处,一直保温至室温。这种直轴方法 对于转轴弯曲度大的矫直效果显著t并且直轴后运行稳定性较高。
4.其他方法
对弯曲度不大的转子,采用找平衡方法来控制电动机振动不超过 允许值,使电动机不经直轴工序继续使用D —般用这种方法处理弯曲 度小于0.01mm的转子是有效果的,个别电动机转子弯曲度达0.02mm 采取这种方法也能达到效果。
另外一种方法是当转轴轴颈有轻微磨损时,可以重新铸瓦或调瓦
间垫片,保证油间隙,使电动机继续运行。
三、断轴焊接修理
运行在冲击、振动和堵塞状态下的电动机,由于经常遭受过载而使转轴疲劳断裂,最常发生的断裂部位是在负载端的滚动轴承处。转轴断裂的修复方法有两种:一种是更换新轴;另种是断轴再接。采取更换新轴办法工期饺、费用髙,不如利用原来的断轴重新焊接在一起更方便,但必须掌握焊接技术,否则不能确保质量u下面介绍断轴焊接方法。
1.鉴别轴料
一般电动机转轴是采用45钢车制而成,m也有采用65钢或合金钢车制成的。由于不同钢结构采用焊接T艺不同,所以要事先对轴进行轴料的鉴定,其鉴定方法有两种:一种是釆用硬度计测定转轴的硬莩,从而可断定出钢料。表列出最高硬度与含碳量的对照表。另一种是进行化验分析或者用火花鉴别法进行判断。
2.焊前准备
将断轴接口部分加工成顶角为处-汾的截顶圆、锥顶直径为3-5mm的锥形体,如图HV20所示。另外,要测绘转轴断裂部位尺寸,画图注明加工尺寸。同时保护好施焊区加热的防火措施。
3.焊接工艺
1)根据轴料确定焊条和焊接电流大小,焊机选用直流或交流均可。轴料切出V形90"坡111。
2)施焊处做好保护,不可烤焦绝缘材料、将坡口预热至250~300T,选用结507牌号的焊条3
3)从轴心开始施焊,焊缝与轴线方向一致。为了防止变形,要 在圆周对称位置轮流施焊。焊条先用细焊条(衫.5mm),后用粗焊条 (^4mm) .
4)焊完一周或一层后,停下来清理焊渣,然后再用小锤均匀敲 击焊内,消除内应力。
5)待温度降到50〜60尤时,再以同样方式接焊下一层,如此循 环一直把断轴焊平并高出3〜5mm厚的加工余量为止。
焊后要退火,退火温度控制在650T左右,时间约30min。
