泵軸損壞的主要形式及原因及修復方法

1、泵軸損壞的主要形式及原因及修復方法1泵軸損壞的主要形式及原因（1） 軸彎曲軸彎曲多發(fā)生在深井泵、多級泵，這些泵軸長徑比較大。QJ深井泵軸彎曲的原因是：轉子動不平衡過大，轉 子振動，泵基礎水平度超差。對于臥式多級泵,多是由于不及時盤車引起的跨中 下垂，轉子上下部分溫差引起的變形，轉子動不平衡過大、對中偏離引起的振 動。（2） 磨損偏磨多是伴隨軸彎曲而產(chǎn)生的，另外在軸承軸徑部位由于軸承內圈過松或軸承損壞而引起的磨損也經(jīng)常出現(xiàn)。解決軸彎曲的主要辦法是冷校、熱校、混合校等。6. 1. 2熱校直法修復彎曲泵軸 （1） 加熱校直 法 原理 用乙煥焰加熱軸局部，被加熱的區(qū)域因受熱而膨脹，但周圍的冷 區(qū)乂因自

2、身的剛性而限制它的膨脹。因此，熱區(qū)受擠壓，降溫后，熱區(qū)體積乂要 收縮，從而拉動周圍區(qū)域收縮。這樣就產(chǎn)生了反向的彎曲，彌補了原來的彎曲量， 從而達到校直的目的。適用范圍適用于彎曲半徑較小、直徑較大、硬度> 35HRCW碳鋼、合金鋼、不銹鋼軸。操作工藝 在測出軸彎曲的情況后，將軸放在車床上，使彎曲的高點在最上端，用石筆標上彎曲范圍；用氧一乙煥火 焰加熱，冷卻后打表檢查，如不符合要求再校直，直至符合要求。用具有氧一乙 煥烤把、石棉繩、電加熱帶、油壺、白分表、車床、紅外溫度計。加熱區(qū)域的形 狀、溫度及校直方法見表61。 注意事項a .加熱前，應先將夾緊軸件的 頂尖松開，再進行加熱，以免軸加熱伸長

3、后損壞頂尖。b .當一次加熱調直不夠，須再次校直時，對于點狀加熱或條狀加熱，應避開原加熱區(qū)域，防止反復加 熱，減少金相組織變化及收縮裂紋產(chǎn)生。校后熱處理為防止產(chǎn)生新的變形，消除內應力，應進行校后熱處理。其方法為將軸加熱區(qū)域用石棉繩纏繞，并 均勻加熱到580-600C，緩冷。（2） 熱校直軸的操作熱校直軸的一般操作規(guī)范如下（見圖6-2）。表6-1加熱區(qū)域的形狀、溫度及校直方法加熱區(qū)形狀溫 度 方 法使用范圍條狀加熱用中性焰加熱，溫度應控制在200300C,最高不超過回火溫度 把工件用有孔的石棉布包緊， 將加熱區(qū)露出，快速加熱，然后立即噴水快速冷卻，冷后再加熱，再冷卻，直至 合格在均勻變形和扭曲變

4、形時常用蛇形加熱用中性焰加熱，加熱溫度300400C，最高溫度不超過回火溫度選擇加熱區(qū)，沿軸中心線長為0.100.15D,其表面寬度為0.3D, D為加熱處軸徑。把工件用有孔的石棉布包緊，將加熱區(qū)露 出，對彎曲較大的立即用水冷，否則自然冷卻 在嚴重變形、需加熱面積較大時 采用，高合金鋼須防止產(chǎn)生裂紋，不可用水冷，同時還應保溫緩冷圓點狀加熱用 氧化焰加熱，溫度700800C 加熱區(qū)圓點直徑約24mm軸徑大，彎曲量大 時取大值?？焖偌訜?，快速水冷，加熱時間一般35s,熱點數(shù)視彎曲大小而定， 一般從最高點開始向左右兩側對稱延伸加熱用于精加工的細長軸滲碳層含碳量在0.35 %1.3%的低碳鋼，低合金鋼

5、，HR。35,滲碳層厚度超過0.8mm利用車床或V形鐵，找出彎曲零件的最高點，確定加熱區(qū)。加熱用的氧一乙煥火焰噴嘴，按零件直徑?jīng)Q定其大小。加熱區(qū)的形狀有：條狀，在均勻變形和扭曲時常用；蛇形，在變形嚴重、需要加熱區(qū)面積大時采用；圓點 狀，用于精加工后的細長軸類零件。若彎曲量較大時，可分數(shù)次加熱校直，不可一次加熱過長，以免燒焦工件表面。熱校直的關鍵在于彎曲的位置及方向必須找正確，加熱的火焰也要和彎曲的方向一致，否則會出現(xiàn)扭曲或更多的彎 曲。（3） 細長半光軸的電熱校直加工中的細長軸，有時由于切削力關系，在加工過程中發(fā)生彎曲。這種情況因校正后還需要加工，故不能提高點熱處的硬 度，可采用電弧點焊方法來

6、校正。將電焊機電流調節(jié)到2"-'4A，用聲23mm的電焊條，在彎曲處的凸面上點焊一點或數(shù)點， 空氣冷卻。由于這種方法加熱迅 速，受熱面積小，深度較淺，冷卻快，故點熱時軸心線只有一個位移方向，即一 見弧光時軸就往校正方向位移。如一點不夠，可沿軸線方向多加熱數(shù)點。焊條與 軸接觸時間不宜過長，一見弧光后就要離開軸表面。點熱面積用廬3mm旱條時， 其受熱面為廬45mm用乒2mm旱條時，其受熱面為4 3-4mm 3 冷壓 法 （1） 原理在常溫下，從軸類彎曲的凸面施加外力，軸的兩面分別產(chǎn)生壓應力a壓和拉伸應力a拉， 當a壓=a s或a拉=a s時，軸的局部將 會塑性變形，從而補償與原有

7、方向相反的彎曲。（2）適用范圍此方法適用于彎曲曲率較小時，硬度A 35 HRC的碳鋼、合金鋼、表面滲碳、表面淬火的 細長軸。（3） 操作方法作軸彎曲圖將軸平行軸線分為兩個或四個截面（圖6-4）,用記號筆畫出截面和軸外圓面的相貫線，并用白分表打軸的幾個 關鍵部位，記錄圓跳動值，作出每個截面上的軸線曲線。為操作方便起見，可先 試打表幾次，判斷出最大彎曲的方向，然后利用該彎曲所在平面為一個截面，對于細長軸，可在平臺上打表，支點選擇在兩端軸承軸徑或表面質量較高處。對于 短粗軸，可在車床ktY表，利用兩端頂尖孔，或一夾一頂分兩種情況進行校直。 曲率較小、直徑較小的軸，在大平臺上用壓板進行校正；曲率較大、

8、直徑較大的 軸，專門制作校軸框架，用千斤頂進行校直。校直過程（以平臺壓板為例）根據(jù)截面彎曲圖，先校小半徑彎曲部位，后校大半徑彎曲部位。先根據(jù)軸彎曲的情況.找出兩個支點，下部置V形鐵，打表重新判斷出彎曲最大部位 及彎曲量d,轉動軸，使最大彎曲平面豎直，彎曲朝上，在彎曲最大處放置壓板 并用表測量位移量，下壓壓板使位移量為 1015倍的a, 30rain后松開壓板重 心打表，若量不夠，重新進行。泮意事項 a .做彎曲圖是為了判斷軸的整體情況，找出第一次分步校直的起始位置，每次分步校直后，都要重新打表， 以便準確判斷局部彎曲，找出彎曲最高點。b .支撐點應放在彎曲的起點或相對稱的位置。c .盡量保證彎

9、曲平面的豎直性。d .為了保證防止破壞軸的外表面，支點V形鐵和壓板內應墊以銅皮或鋁板。e .對S彎曲應分步校直，先校直為C形后再校直。f .對于不易校直的軸件，可在最高點兩側對稱地施加壓力，以防止局部小變形，形成新的小彎曲。9 .為了加快晶粒的滑移，可在移開白分表后，用銅棒沿軸線適當敲擊。 h .初次校直1020h 后，測定一下回彈量，如不符合要求，再根據(jù)情況重新校直。6. 1. 4磨損的修復方法及特點 （1） 堆焊修補層厚度為0. 33mm強度為300450MPa結合強度為300- 一 450MPa硬度值為210420HB這是常用的修復方法。（2）鍍銘修補層厚度為0.10.3mm本身強度為4

10、00-600MPa結合強度為300MPa硬度為800-1000 HB,適用于摩擦量較小、表面硬度要求較高的場所，適用于軸 類的填料函部位及滑動軸承軸頸部位。（3） 熱噴涂 修補厚度為0.0510mm本身強度為80-110MPa結合強度為4095MPa硬度為200-240HR 特 點：強度太低，硬度及表面質量可能不符合要求。（4）軸件磨損的堆焊工藝軸件在堆焊前必須將堆焊部位打磨檢查，除掉表面缺陷及其周圍50mnffi圍內的油銹。各類材質軸的堆焊工藝如下。AISl304軸AISl304相當于我國的0Crl8Ni9材質，堆焊采用國產(chǎn)焊條 A132或A137。為使堆焊部位在焊后 應力小且分布均勻，堆焊

11、時應采用垂直轉動焊(將軸豎直后，環(huán)向堆焊)或水平轉 動焊(將軸水平放置，邊轉動邊焊接)。同時為防止焊接產(chǎn)生晶問腐蝕，堆焊時應 采用小電流，運條時應小幅擺動或不擺動，且焊后應快速急挎，縮短焊縫及熱影 響區(qū)在敏化溫度區(qū)停留的時間。 堆焊時前后焊道至少重疊1/3,且表面應 盡量保持平整，不許有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。堆焊時采用的焊接規(guī)范見表 6-2。AISIL045、UNIC45及 45 鋼軸 AIS11045 、UNIC45及 45 鋼的化學成分基本相同。其堆焊屆于典型的中碳鋼堆焊，由于母材含碳量高，焊后易在焊縫 及影響囂繆威淬硬的馬氏體組織，致使堆焊層及基層產(chǎn)生裂紋的同時，由于受軸 件熱軋及鍛造

12、工藝的限制，使其組織表 6-2 AISl304軸堆焊時的焊接規(guī)范焊條直徑/ ram電流/A 電壓/V 焊接速度/ (mmin) 2.5 80 3530 7 8 3.2 90 3730 7 8結構軸向分布，更進一步加重了堆焊層及基層產(chǎn)生軸向裂紋的傾向。因此，依據(jù)等強原則選用J507或E7018焊條堆焊，焊前應預熱200C,焊后應加熱至350C 并恒溫1h進行后熱處理。焊接方法應采用水平轉動或垂直轉動焊。堆焊時前后焊道至少重疊1/3,且堆焊表面應盡量保持平整。焊后表面不允許有裂紋、 氣孔、夾渣等缺陷。在工作環(huán)境中腐蝕介質允許的情況下，為減少工作強度及降低維修費用，也可以在焊前預熱 200 0C后采

13、用A302焊條直接堆焊。堆焊時采用 的焊接規(guī)范見表6-3。表63 AIS11045 、UNIC45及45鋼軸堆焊焊接規(guī)范焊條型號 焊條直徑/ mm電流/ A電壓/ V焊接速度/ (mm/min) J507 2.5 85 2630 6 7 J507 3.2 95 2730 6 7 A302 3.2 90 27-30 7 8AIS1410 相當于我國的1Cr13材質，為典型的馬氏體不銹鋼，焊后易在接頭 部分產(chǎn)生冷裂紋。因此，在采用 G202焊條焊接時，焊前預熱至250C，焊后亦 需經(jīng)680760C、恒溫2h的回火處理。焊接方法應采用垂直轉動焊或水平轉動焊。堆焊時前后兩層焊道至少重疊1 /3,且焊后

14、表面應盡量保持平整，焊后 表面不允許有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。當軸類零件工作溫度不高或不存在腐蝕 介質時，為降低工作強度及提高施工進度，焊前預熱200C，采用A412焊條，焊后可不熱處理，但由于 A412焊條焊縫金屆為純奧氏體組織，在焊接時要注意 防止熱裂紋的產(chǎn)生。收弧時要填滿弧坑，如有裂紋，應馬上修補。其焊接規(guī)范見 表6-4。表6-4 AIS1410 軸堆焊焊接規(guī)范焊條型號 焊條直徑/ mm電流/ A電壓/ V焊速/ （ram /rain） G202 3.2 90 2730 7 8 A412 3.2 90 2730 7 8AIS14140軸AIS14140 與42CrM0成分相當，屆于珠光體

15、耐熱鋼，按等成 分原則選用R307焊條，焊前預熱200C，焊后應進行640680C、保溫l . 5h 的回火消除應力熱處理，焊接時高溫應不小于200 0C。焊接位置為垂直轉動或水平轉動焊。堆焊時前后焊道至少重疊1/3,焊后表面應盡量保持平整。堆焊后不允許有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷存在，必要時應進行著色或X射線檢查。其堆焊焊接規(guī)范見表6-5。表6-5 AISl4140軸堆焊焊接規(guī)范焊條型號 焊條直徑/ mm電流/ A電壓/ V焊速/ (rnm /min) R307 3.2 95100 30 35 5 76 . 1. 5水泵軸頸修復 水泵泵軸一般由經(jīng)過鍛打的優(yōu)質碳鋼制成。 由于泵軸 和滾動軸承內圈的

16、內圓摩擦或和滑動軸承及泥沙摩擦，導致泵軸軸頸拉溝，需要對軸頸進行修復處理。（1） 銳拉毛修補法用丙酮等有機溶劑和磨光機活除軸頸表面的氧化皮、油漬、油漆等污物，然后將金屆銳條或銳塊，夾在電焊機 的焊鉗上作電極，在軸頸上作勻速滑移，金屆銳產(chǎn)生爆裂泡液，牢固地熔融于軸 頸表面上，形成一層不規(guī)則、粗糙及多孔狀的銳溶液涂層，再在車床上車削到規(guī) 定尺寸。此修復工藝較適用于采用滾動軸承的泵軸，不適用于采用滑動軸承的泵 軸。（2） 熱噴涂（噴鍍）修補法熱噴涂法中應用較廣泛的有氧一乙煥焰噴涂和電弧噴涂。氧一乙煥焰噴涂是通過氧一乙煥焰噴槍實現(xiàn)的，噴槍通過氣閥分別引入乙煥（也可采用煤氣）、氧氣或壓縮空氣，乙煥和氧氣

17、混合后在噴嘴出 El 處產(chǎn)生燃燒火焰，引入的金屆涂材在火焰中被加熱熔化， 在焰流的作用下形成霧 狀小液滴，被噴射到軸頸表面形成涂層。電弧噴涂所用的兩根線狀涂材由送絲輪 自動導人，當在兩線狀涂材之I可通過大電流時將廣生電弧， 線狀涂材在電弧的周 溫作用下迅速熔化，并由壓縮空氣作用成小液滴，被噴射到軸頸表面形成涂層。由于泵站規(guī)模、專業(yè)技術人員、噴涂設備、噴涂材料等方面的原因，中小型泵站 一般采用氧一乙煥焰噴涂，大中型泵站一般采用電弧噴涂。熱噴涂修復工藝介紹 如下。表面預處理 可以通過有機溶劑活洗、加熱脫脂、車螺紋、滾花、電拉毛等方法，處理后的軸頸表面更加活化，以提高涂層與軸頸表面的結合強度。 對于

18、一些與泵軸黏結不好的涂層材料，可以先在軸頸表面噴涂銳基材料作為黏結 底層。 預熱目的是消除軸頸表面的水分和濕氣，提高噴涂粒子與軸頸表 面接觸時的界面溫度，以提高涂層與軸頸的結合強度，同時減少因泵材與涂層材 料的熱膨脹差異造成應力而導致的涂層開裂。 預熱溫度一般控制在60120C之 間。噴涂采用何種噴涂方法主要取決于選用的噴涂材料 （如自熔性焊粉、不銹鋼）、工件的工況（如自重、轉速）及對涂層質量的要求。噴涂時要注意泵軸 的旋轉速度、噴槍的移動速度、噴射距離以及噴涂的氣壓。噴涂后處理在噴涂后軸頸要作滲油處理，讓潤滑油較多地滲入涂層，便于車削加工。待滲油處 理后，將泵軸上車床車削加工，使軸頸尺寸和光潔度達到要求。 最后用滾刀滾壓 或用研磨膏研磨，提高軸頸表面的光潔度。（3） 鑲套修補法軸套一般由不銹鋼板、鐵板卷制而成或由鑄件車削制成。 鑲套