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    1000Kw電機軸頸磨損與修復實用技術
    發布時間:2014.03.01  瀏覽次數:

    1000kW電機軸頸磨損與修復成功,重慶電機維修找特盟維修效率高。

        針對軋機驅動用同步電動機轉子直徑大、拆卸、運輸及加工困難的特點, 對磨損嚴重的軸頸采用現場修復的方法。經對幾種修復方法進行比較及強度校驗 分析,選用鎂特鐵結構膠,采用過渡配合熱裝軸套、注膠粘接的方法修復了軸頸。 應用表明,電機振動基本消除,滿足了使用要求。 

        某鋼鐵集團總公司中型軋鋼廠φ450mm軋機驅動用同步電動機,外廓直徑最大4100mm,軸長3363mm,軸承座中心距2638mm(自由端距磁力中心1599mm),轉子自重18.5t。檢修時,發現電動機自由端(非負荷端)安裝軸承的軸套與電動機軸頸發生相對轉動,軸頸表面磨損比較嚴重,而且磨損不均勻,當時采用了過盈配合加鉆螺釘穩固使用。后來對電動機自由端軸承座拆檢時發現,軸套與軸頸已經完全分離,間隙達1.5mm,套內表面和軸頸表面嚴重磨損,軸頸呈微錐形,直徑相差0.4mm,沿軸長90%表面上布滿凹坑、麻點,屬于嚴重的磨粒磨損;而且回轉定位基準不準,套上的軸承根本起不到良好的支承作用,致使電動機運行出現振動現象。由于電動機轉速較低,多次檢測振動和異音并不明顯。因為電機轉子直徑大,拆卸運輸困難(超寬),加工難度大、時間長而檢修時間短,所以必須在現場進行修復。

    1 現場修復方法比較

    1.1 過盈-焊接方法

        采用過盈配合將軸套安裝在軸頸上,在軸套圓柱表面均勻安裝幾個徑向固定銷,銷子與軸套焊接進行穩固。該方法適用于軸頸表面平整度比較好且磨損較輕的情況,修復時間短。磨損嚴重時,軸套、軸頸之間有很多磨料,呈黑灰色,說明兩者早已產生相對轉動,固定銷磨掉形成了磨粒,上述修復方法已不適用。因軸套焊接時會受熱變形,且錐形的軸頸無法保證軸套、軸頸聯接的同心度,這些因素將直接影響電動機的穩定運行。

    1.2 抹膠粘接方法

        先在軸頸表面均勻涂抹泥狀鎂特鐵膠,然后加熱軸套,熱裝后依靠軸套的溫度固化達到粘接要求。泥狀鎂特鐵膠粘接的機械性能優異,軸套、軸頸聯接可靠,壽命長。如果軸頸磨損比較輕,軸套、軸頸過盈配合,使用抹膠粘接方法能確保同心度,精度高,但必須控制好過盈量、抹膠量和軸套加熱溫度。一次到位不能進行調整,特別是軸頸磨損嚴重時,成功率比較低。軸套、軸頸間隙配合,可以調整軸套、軸頸的同心度,但泥狀膠流動性差,調整軸套時不能使膠充滿套、頸間隙,影響聯接性能,而且操作麻煩。

    1.3 注膠粘接方法

        采用過渡配合熱裝軸套,冷卻后調整軸套滿足同心度要求,然后注膠粘接。為利于膠體流動,在套內開設螺旋槽,可使軸套、軸頸之間的間隙內充滿膠體。采用此種修復方法,操作過程簡潔、易于控制,可以一次完成。比較上述三種修復方法,采用注膠粘接方法最為合理。

    2 結構膠性能指標

        鎂特鐵-特制粘合劑結構膠技術參數:

     抗壓強度:σy=162 MPa

     抗拉強度:σl=50 MPa

     抗彎強度:σw=77MPa

     抗剪切強度:τ=32 MPa

     硬度:HV60

     耐熱度:168℃

    3 強度校驗

    3.1 抗拉、抗壓強度

    軸套、軸頸之間充滿結構膠,在電動機轉子自重作用下,軸頸上部受拉力、下部受壓力。結構膠所受拉、壓應力σ按下式計算:σ= F/DL   (1)

        式中F電動機轉子自重作用在自由端的分力,N;

        D軸套內徑,mm;

        L軸套長度,mm。

     代入數據得σ為 0.85 MPa。

      結構膠抗拉、抗壓強度中抗拉強度最小σl為 50MPa,顯然:

      σ<[σl ]

      結構膠安全可靠。

    3.2 抗剪切強度

       按照最嚴重情況即軸套、軸頸發生相對轉動,結構膠受剪切力作用,其剪應力τ按下式計算:

        τ=kMe/3.14LD2    

        式中k電機過載系數;

        Me電機額定轉矩,N.mm。

     代入數據得τ為 2.38 MPa,結構膠抗剪切強度[τ]為32 MPa,則:

    τ<[τ]

      結構膠抗剪切能力安全。

    3.3 結構膠耐熱性

        在確保潤滑條件下,支承電機軸的軸承常年工作溫度不高于70℃,小于結構膠耐熱溫度。但是,安裝軸承時必須嚴格控制這一指標,即控制軸套外徑的加工尺寸,確定合理的配合精度,避免過盈量偏大、軸承加熱溫度過高破壞結構膠的機械性能。

    4 修復施工要求

       (1)處理軸頸表面。為保證結構膠與軸頸表面結合可靠、粘接牢固,必須徹底清除軸頸表面凹坑、麻點中的油泥和銹物等,露出純金屬表面。

      (2)多點測量軸頸尺寸,確定軸頸基準(表面磨損均勻、沒有麻點,直徑尺寸變化較小),以此為基準尺寸按過渡配合要求加工軸套內徑。為使結構膠能夠順利充滿套頸間隙,在套內距兩端30mm以內車制螺距15mm、溝槽寬3mm、深1.5mm的螺旋槽,螺旋槽兩端車成環槽形成閉環。以結構膠的耐熱性確定軸套與軸承的過盈量。

      (3)加熱軸套,熱裝至軸頸上、定位、調整,確保同軸度符合要求。

      (4)注膠。軸套冷卻至30℃左右時,軸套兩端用密封材料密封,防止漏膠。軸套底部中間開孔(與螺旋槽連通)安裝注膠孔,軸套上部安裝溢膠裝置。施加一定壓力將液體結構膠注入軸套、軸頸間隙,直至溢出為止,封堵注膠孔防止漏膠。

      (5)保溫固化。由于修復時環境溫度比較低,對結構膠固化有一定影響,故采用熱輻射方式對軸套保溫8h以上,以確保結構膠的機械性能。

     (6)在加工軸套外徑時確定好與軸承過盈配合的公差要求,熱裝滾動軸承要嚴格控制加熱溫度,軸承加熱要均勻、溫升要緩慢。多次測量軸承表面溫度和軸承內孔尺寸,確保軸承一次安裝到位。

    5 使用效果

        電動機運行一年以來,經過多次檢查,未出現任何異常現象,電機振動基本消除,完全符合運行要求,滿足了低速、重載、大扭矩的工況要求,使用效果良好。采用新型粘接材料——鎂特鐵膠,配以合理的施工工藝(如:注膠)對工件進行修復,時間短,強度高,修理費用低,易操作,適應性強。對軸孔、軸頸、軸承等表面磨損部位的處理使用效果好,特別適用于外型尺寸大、不便拆裝和運輸加工工件的修復。

    重慶電機選特盟維修效率高