机电设备维修技术 第五章

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1、机电设备维修技术,第五章 典型零部件及电气元件的维修,5.1.1 轴类零件的修理 轴类零件是组成各类机械设备的重要零件。它的主要作用是支承其它零件,承受载荷和传递转矩。 轴的具体修复内容主要有以下几个方面 : 1轴颈磨损的修复 (1)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。,5.1 典型机械零部件的维修,(2)堆焊法修复 几乎所有的堆焊工艺都能用于轴颈的修复。 (3)电镀或喷涂修复 当轴颈磨损量在0.4mm以下时,可镀铬修复,但成本较高,只适于重要的轴。 (4)粘接修复 把磨损的轴颈车小1mm,然后用玻璃纤维蘸上环

2、氧树脂胶,逐层地缠在轴颈上,待固化后加工到规定的尺寸。 2中心孔损坏的修复,3圆角的修复 圆角对轴的使用性能影响很大,特别是在交变载荷作用下,常因轴颈直径突变部位的圆角被破坏或圆角半径减小导致轴折断。因此,圆角的修复不可忽视。 4螺纹的修复 当轴表面上的螺纹碰伤、螺母不能拧入时,可用圆板牙或车削加工修整。若螺纹滑牙或掉牙,可先把螺纹全部车削掉,然后进行堆焊,再车削加工修复。 5键槽的修复,6花键轴的修复,(1)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 0.51.0mm。花键被挤压后,劈成的槽可用电焊焊补,最后进行 机械加工

3、和热处理。,(2)采用纵向或横向施焊的自动堆焊方法。,(3)按照规定的工艺规程进行低温镀铁,镀铁后再进行磨削工使 其符合规定的技术要求。,7裂纹和折断的修复 轴出现裂纹后若不及时修复,就有折断的危险。,对于轻微裂纹可采用粘接修复,对于承受载荷不大或不重要的轴,其裂纹深度不超过轴直径的 10%时,可采用焊补修复。,对于承受载荷很大或重要的轴,其裂纹深度超过轴直径的10% 或存在角度超过10的扭转变形,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折断时,可用图51所示的方法进行修复。,图51,8弯曲变形的修复,对弯曲量较小的轴(一般小于长度的8/1000), 可

4、用冷校法进行校正。,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。,9其它失效形式的修复,5.1.2 轴承的修理,滑动轴承由于具有结构简单、便于制造与维修、外形尺寸小、 承受重载冲击载荷的性能较好等优点,应用相当广泛。滑动轴承在 使用过程中,由于设计参数、制造工艺和使用工作条件的变化,经 常出现各种形式的失效,使滑动轴承过早损坏,需要维修。,常见的维修方法主要有:,1整体式轴承,(1)当轴承孔磨损时,一般用调换轴承并通过镗削、铰削或刮削 加工轴承孔的方法修复。也可用塑性变形法,即以缩短轴承长度 和缩小内径的方法修复。,(2)没有轴套的轴承内孔磨损后,可用镶套法修复,即把轴

5、 承孔镗大,压入加工好的衬套,然后按轴颈修整,使之达到配合 要求。,2剖分式轴承,(1)更换轴瓦,1)严重烧损、瓦口烧面积大、磨损深度大,用刮研与磨合的方 法不能挽救;,2)瓦衬的轴承合金减薄到极限尺寸;,3)轴瓦发生碎裂或裂纹严重;,4)磨损严重,径向间隙过大而不能调整。,(2)刮研,通常的维修方法是清洗后刮研轴瓦内表面,然后再与轴颈配合 刮研,直到重新获得满意的接触精度为止。,(3)调整径向间隙,在维修时经常用增减轴承瓦口之间的垫片重新调整径向间隙,改 善上述缺陷。,(4)缩小接触角度、增大油楔尺寸,(5)补焊和堆焊,一般用气焊修复轴瓦。,对常用的巴氏合金轴承采用补焊,主要的修复工艺是:,

6、1)用扁錾、刮刀等工具对需要补焊的部位进行清理,做到表面 无油污、残渣、杂质,并露出金属的光泽;,2)选择与轴承材质相同的材料作为焊条,用气焊对轴承补焊, 焊层厚度一般为23mm,较深的缺陷可补焊多层;,3)补焊面积较大时,可将轴承底部浸入水中冷却,或间歇作业, 留有冷却时间;,4)补焊后要再加工,局部补焊可通过手工整修与刮研完成修复, 较大面积的补焊可在机床上进行切削加工。,(6)重新浇注轴承瓦衬,对于磨损严重而失效的滑动轴承,补焊或堆焊已不能满足 要求,这时需要重新浇注轴承合金,它是非常普遍的修复方法。,(7) 塑性变形法,对于青铜轴套或轴瓦还可采用塑性变形法进行修复,主要有 镦粗,压缩和

7、校正等方法。,5.1.3 丝杠的修理,丝杠中的螺纹部分和轴颈磨损时,一般可以采用以下方法解决:,(1)掉头使用;,(2)切除损坏的非螺纹部分,焊接一段新轴后重新车削加工, 使之达到原有的技术要求;,(3)堆焊轴颈并进行相应的处理。,5.1.4 壳体零件的修理,壳体零件的修复对机械设备的精度、性能和寿命都有直接的影响。,下面简要介绍几种壳体零件的修复工艺要点:,(一)气缸体,1气缸体裂纹的修复,气缸体的裂纹一般发生在水套薄壁、进排气门垫座之间、 燃烧室与气门座之间、两气缸之间、水道孔及缸盖螺钉 固定孔等部位。,(1)产生裂纹的部位,(2)常用修复方法,常用的修复方法主要有焊补、粘补、栽铜螺钉填满

8、裂纹、 用螺钉把补板固定在气缸体上等。,2气缸体和气缸盖变形的修复,变形不仅破坏了几何形状,而且使配合表面的相对位置偏差 增大,另外还引起密封不良、漏水、漏气,甚至冲坏气缸衬 垫。,(1)变形的危害,(2)变形的修复,如果气缸体和气缸盖的变形超过技术规定范围,则应根据具 体情况进行修复,主要方法有:,1)气缸体平面螺孔附近凸起,用油石或细锉修平;,2)气缸体和气缸盖平面不平,可用铣、刨、磨等加工修复, 也可刮削、研磨;,3)气缸盖翘曲,可进行加温,然后在压力机上校正或敲击 校正,最好不用铣、刨、磨等加工修复。,3气缸的磨损,(1) 磨损的原因和危害,磨损通常是由腐蚀、高温和与活塞环的摩擦造成的

9、,主 要发生在活塞环运动的区域内。磨损后会出现压缩不良、起 动困难、功率下降和机油消耗量增加等现象,甚至发生缸套 与活塞的非正常撞击。,(2) 磨损的修复,气缸磨损后,可采用修理尺寸法,即用镗削和摩削的 方法,将缸径扩大到某一尺寸,然后选配与气缸相符合的 活塞和活塞环,恢复正确的几何形状和配合间隙。当缸径 超过标准直径直至最大限度尺寸时,可用镶套法修复,也 可镀铬法修复。,4 其它,(二) 变速箱体,变速箱体所可能产生的主要缺陷有:箱体变形、裂纹、轴 承孔磨损等。,当箱体上平面翘曲较小时,可将箱体倒置于研磨平台上进 行研磨修平;若翘曲较大,应采用磨削或铣削加工来修平,此 时应以孔的轴心线为基准

10、找平,保证加工后的平面与轴心线的 平行度。,当孔的中心距之间的平行度误差超差时,可用镗孔镶套的 方法修复,以恢复各轴孔之间的相互位置精度。,若箱体有裂纹,应进行焊补,但要尽量减少箱体的变形 和产生的白口组织。,若箱体的轴承孔磨损,可用修理尺寸法和镶套法修复。 当套筒壁厚为78mm时,压入镶套之后应再次镗孔,直至 符合规定的技术要求。此外,也可采用电镀、喷涂或刷镀 等方法进行修复。,5.1.5 曲轴连杆机构的修理,1 曲轴的修复,曲轴的主要失效形式是:曲轴的弯曲、轴颈的磨损、表面疲 劳裂纹和螺纹的损坏等。,(1) 曲轴弯曲校正,将曲轴置于压力机上,用V形铁支承两端主轴颈,并在曲 轴弯曲的反方向对

11、其施压,产生弯曲变形。,经过冷压校的曲轴, 因弹性后效作用还会使其重新弯曲,最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。,(2)轴颈磨损修复,主轴颈的磨损主要是失去圆度和圆柱度等形状精度,最大磨损 部位是在靠近连杆轴颈的一侧。,连杆轴颈磨损成椭圆形的最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,最大部位是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误差超过标准时 需要进行修理。,为利于成套供应轴承,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

12、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。,磨损后的曲轴轴颈还可采用焊接剖分式轴套的方法进行修复,如图5-2所示。,图5-2 曲轴轴颈的修复,1曲轴轴颈 2轴套,不同直径的曲轴和不同的磨损量,所采用的剖分式 轴套的壁厚也不一样。,当曲轴的轴颈直径为50100mm时,剖分式轴套的 厚度可取46mm;,当轴颈直径为150220mm时,剖式轴套的厚度为812mm。,先把已加工的轴套2切分开,然后焊接到曲轴磨损的 轴颈1上,并将两个半套也焊在一起,再用通用的方法加 工到公称尺寸。,剖分式轴套在曲轴的轴颈上焊接时,应先将半轴套铆焊 在曲轴上,然后再焊接其切口,轴套的切

13、口可开V形坡口。 为了防止曲轴在焊接过程中产生变形或过热,应使用小的焊 接电流,分段焊接切口、多层焊、对称焊。焊后需将焊缝退 火,消除应力,再进行机械加工。,曲轴的这种修复方法使用效果很好,并可节省大量的资 金,广泛用于空压机、水泵等机械设备的维修。,(3) 曲轴裂纹修复,曲轴裂纹一般出现在主轴颈或连杆轴颈与曲柄臂相连 的过渡圆角处或轴颈的油孔边缘。,若发现连杆轴颈上有较细的裂纹,经修磨后裂纹能消 除,则可继续使用。一旦发现有横向裂纹,则必须予以调 换,不可修复。,2 连杆的修复,连杆常见的故障有:连杆大端变形、螺栓孔及其端面 磨损、小头孔磨损等。,连杆大端变形的修复,产生大端变形的原因主要是

14、:大端薄壁瓦瓦口余面高 度过大、使用厚壁瓦的连杆大端两侧垫片厚度不一致或安 装不正确。,在修复大端孔时应同时检修螺栓孔。,连杆大端变形如图5-3所示。,图5-3 连杆大端变形示意图,1瓦盖 2连杆体 3平板,1) 修复大端孔,2) 检修两螺栓孔,将连杆体和大端盖的两结合面铣去少许,使结合面垂直 于杆体中心线,然后把大端盖组装在连杆体上。在保证大小 孔中心距尺寸精度的前提下,重新镗大孔达到规定尺寸及精 度。,应采用镗孔或铰孔修复。采用铰孔修复时,孔的端面可 用人工修刮达到精度要求。按修复后孔的实际尺寸配制新 螺栓。,5.1.6 齿轮的修理,表5-4 齿轮常见的失效形式、损伤特征、产生原因及维修方

15、法,具体的修复内容,归纳以下要点。,1 调整换位法,所谓调整换位就是将已磨损的齿轮变换一个方位,利 用齿轮未磨损或磨损轻的部位继续工作。,对于结构对称的齿轮,当单面磨损后可直接翻转180, 重新安装使用,这是齿轮修复的通用办法。但是,对圆锥 齿轮或具有正反转的齿轮不能采用这种方法。,2栽齿修复法,对于低速、平稳载荷且要求不高的较大齿轮,单个齿 折断后可将断齿根部锉平,根据齿根高度及齿宽情况,在 其上面栽上一排与齿轮材质相似的螺钉,包括钻孔、攻螺 纹、拧螺钉,并以堆焊联接各螺钉,然后再按齿形样板加 工出齿形。,3镶齿修复法,4堆焊修复法,当齿轮的轮齿崩坏,齿端、齿面磨损超限,或存在 严重表层剥落

16、时,可以使用堆焊法进行修复。,齿轮堆焊的一般工艺为:焊前退火、焊前清洗、施 焊、焊缝检查、焊后机械加工与热处理、精加工、最终 检查及修整。,(1) 轮齿局部堆焊,当齿轮的个别齿断齿、崩牙,遭到严重损坏时,可以 用电弧堆焊法进行局部堆焊。,(2) 齿面多层堆焊,当齿轮少数齿面磨损严重时,可用齿面多层堆焊。,对于堆焊后的齿轮,要经过加工处理以后才能使用。 最常用的加工方法有两种:,1) 磨合法,这种方法工艺简单、维修成本低,但配对齿轮磨损较大、 精度低。它适用于转速很低的开式齿轮修复。,2) 切削加工法,齿轮在堆焊时留有一定的加工余量,然后在机床上进 行切削加工。此种方法能获得较高的精度,生产效率也较 高。,5变位切削法,齿轮磨损后可利用变位切削,将大齿轮的磨损部分切 去,另外配换一个新的小齿轮与大齿轮相配,齿轮传动即 能恢复。,若两齿轮的中心距不能改变时,与经过负变位切削后 的大齿轮相啮合的新小齿轮必须采用正变位切削。,如果两传动轴的位置可调整,新的

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