1000kW电机轴颈磨损与修复

郁闷的电工

1 现场修复方法比较

　　1.1 过盈-焊接方法?

　　采用过盈配合将轴套安装在轴颈上，在轴套圆柱表面均匀安装几个径向固定销，销子与轴套焊接进行稳固。该方法适用于轴颈表面平整度比较好且磨损较轻的情况，修复时间短。1999年应用了此法。磨损严重时，如2002年拆检时的情况，轴套、轴颈之间有很多磨料，呈黑灰色，说明两者早已产生相对转动，固定销磨掉形成了磨粒，上述修复方法已不适用。因轴套焊接时会受热变形，且锥形的轴颈无法保证轴套、轴颈联接的同心度，这些因素将直接影响电动机的稳定运行。

　　1.2 抹胶粘接方法?

　　先在轴颈表面均匀涂抹泥状镁特铁胶，然后加热轴套，热装后依靠轴套的温度固化达到粘接要求。泥状镁特铁胶粘接的机械性能优异，轴套、轴颈联接可靠，寿命长。如果轴颈磨损比较轻，轴套、轴颈过盈配合，使用抹胶粘接方法能确保同心度，精度高，但必须控制好过盈量、抹胶量和轴套加热温度。一次到位不能进行调整，特别是轴颈磨损严重时，成功率比较低。轴套、轴颈间隙配合，可以调整轴套、轴颈的同心度，但泥状胶流动性差，调整轴套时不能使胶充满套、颈间隙，影响联接性能，而且操作麻烦。

　　1.3 注胶粘接方法?

　　采用过渡配合热装轴套，冷却后调整轴套满足同心度要求，然后注胶粘接。为利于胶体流动，在套内开设螺旋槽，可使轴套、轴颈之间的间隙内充满胶体。采用此种修复方法，操作过程简洁、易于控制，可以一次完成。比较上述三种修复方法，采用注胶粘接方法最为合理。

　　2 结构胶性能指标?

　　镁特铁-特制粘合剂结构胶技术参数：

　　?抗压强度：σy=162 MPa

　　?抗拉强度：σl=50 MPa

　　?抗弯强度：σw=77MPa

　　?抗剪切强度：τ=32 MPa

　　?硬度：HV60

　　?耐热度：168℃

　　3 强度校验

　　3.1 抗拉、抗压强度?

　　轴套、轴颈之间充满结构胶，在电动机转子自重作用下，轴颈上部受拉力、下部受压力（如图1所示）。?结构胶所受拉、压应力σ按下式计算：σ= F/DL （1）??

　　式中?F—电动机转子自重作用在自由端的分力，N；

　　??D—轴套内径，mm；

　　??L—轴套长度，mm。

　　?代入数据得σ为 0.85 MPa。

　　结构胶抗拉、抗压强度中抗拉强度最小σl为 50MPa，显然：

　　σ＜[σl >

　　结构胶安全可靠。

　　



　　

　　图1 轴端安装图

　　3.2 抗剪切强度?

　　按照最严重情况即轴套、轴颈发生相对转动，结构胶受剪切力作用，其剪应力τ按下式计算：

　　τ=kMe/3.14LD2 （2）??

　　式中k—电机过载系数；

　　?Me—电机额定转矩，N.mm。

　　?代入数据得τ为 2.38 MPa，结构胶抗剪切强度[τ>为32 MPa，则：

　　??τ＜［τ］??

　　结构胶抗剪切能力安全。

　　3.3 结构胶耐热性?

　　在确保润滑条件下，支承电机轴的轴承常年工作温度不高于70℃，小于结构胶耐热温度。但是，安装轴承时必须严格控制这一指标，即控制轴套外径的加工尺寸，确定合理的配合精度，避免过盈量偏大、轴承加热温度过高破坏结构胶的机械性能。

　　4 修复施工要求?

　　（1）处理轴颈表面。为保证结构胶与轴颈表面结合可靠、粘接牢固，必须彻底清除轴颈表面凹坑、麻点中的油泥和锈物等，露出纯金属表面。

　　?（2）多点测量轴颈尺寸，确定轴颈基准（表面磨损均匀、没有麻点，直径尺寸变化较小），以此为基准尺寸按过渡配合要求加工轴套内径。为使结构胶能够顺利充满套颈间隙，在套内距两端30mm以内车制螺距15mm、沟槽宽3mm、深1.5mm的螺旋槽，螺旋槽两端车成环槽形成闭环。以结构胶的耐热性确定轴套与轴承的过盈量。

　　?（3）加热轴套，热装至轴颈上、定位、调整，确保同轴度符合要求。

　　?（4）注胶。轴套冷却至30℃左右时，轴套两端用密封材料密封，防止漏胶。轴套底部中间开孔（与螺旋槽连通）安装注胶孔，轴套上部安装溢胶装置。施加一定压力将液体结构胶注入轴套、轴颈间隙，直至溢出为止，封堵注胶孔防止漏胶。

　　?（5）保温固化。由于修复时环境温度比较低，对结构胶固化有一定影响，故采用热辐射方式对轴套保温8h以上，以确保结构胶的机械性能。

　　?（6）在加工轴套外径时确定好与轴承过盈配合的公差要求，热装滚动轴承要严格控制加热温度，轴承加热要均匀、温升要缓慢。多次测量轴承表面温度和轴承内孔尺寸，确保轴承一次安装到位。

　　5 使用效果?

　　电动机运行半年以来，经过多次检查，未出现任何异常现象，电机振动基本消除，完全符合运行要求，满足了低速、重载、大扭矩的工况要求，使用效果良好。?采用新型粘接材料——镁特铁胶，配以合理的施工工艺（如：注胶）对工件进行修复，时间短，强度高，修理费用低，易操作，适应性强。对轴孔、轴颈、轴承等表面磨损部位的处理使用效果好，特别适用于外型尺寸大、不便拆装和运输加工工件的修复。