專利名稱：一種在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型機(jī)械設(shè)備維修領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備中，大型風(fēng)機(jī)是重要的組成部分，在長時(shí)間高強(qiáng)度的惡劣環(huán)境下工作，由于軸承的潤滑、風(fēng)機(jī)不平衡振動等引起的設(shè)備異常，很容易造成軸徑磨損、軸徑抱死等大型機(jī)械故障。如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，現(xiàn)階段很多企業(yè)會組織人員選用備用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子對其更換處理。更換新轉(zhuǎn)子后在重新對轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器進(jìn)行找正對中處理，更換下來的舊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不是報(bào)廢，就是返廠修復(fù)。修復(fù)費(fèi)大多很昂貴，大約是原轉(zhuǎn)子備件費(fèi)用的60%左右，并且修復(fù)加工周期比較長，以上的處理方法即浪費(fèi)大量寶貴的時(shí)間，用影響了企業(yè)正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明人為解決上述問題，提出并實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，包括以下步驟:I)預(yù)處理:清除軸頸磨損處表面油污后用機(jī)械冷加工方法去除軸頸磨損處的實(shí)效材料直至露出金屬光澤；2)堆焊:采用對稱焊接方式，每次焊接區(qū)域?qū)挾瓤刂圃?0mm以內(nèi)，區(qū)域焊接完成后，將軸旋轉(zhuǎn)180°焊接對稱區(qū)域；焊道長度小于50mm，對上述焊接區(qū)域?qū)挾群秃傅篱L度的限定可以保證相對較小的焊接應(yīng)力，獲得較好的焊接質(zhì)量。每條焊道焊完后對軸端進(jìn)行錘擊，以消除焊接應(yīng)力，將引起風(fēng)機(jī)軸端變形的一切不利影響降低、消除，確保風(fēng)機(jī)軸不因殘余應(yīng)力過大，而造成形變量超差；3)軸頸研磨:a粗打磨,將焊接后區(qū)域打磨至表面平整，圓柱度精度達(dá)到0.4mm以內(nèi)；b精打磨,在粗打磨后的焊接區(qū)域進(jìn)一步打磨至圓柱度精度小于0.25mm后,使用千斤頂工裝將軸頸兩端頂起，然后用砂布包裹打磨后的焊接區(qū)域一周，墊羊毛氈，使用圓環(huán)形模具旋轉(zhuǎn)研磨軸頸焊接處直到焊接處圓柱度精度達(dá)到0.15mm以內(nèi)，圓柱度誤差小于或等于 0.08mm ；c研磨拋光，對精打磨后的焊接區(qū)域進(jìn)行研磨，使表面精度達(dá)到R0.8，圓柱度精度達(dá)到0.1mm以內(nèi)，圓柱度誤差小于或等于0.05mm。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，步驟I)所述機(jī)械冷加工方式可以為使用角向磨光機(jī)裝砂布輪打磨拋光。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，步驟I)所述預(yù)處理后還需要對軸端進(jìn)行表面探傷檢測，確認(rèn)軸端無缺陷；當(dāng)軸端有缺陷時(shí)，需要使用砂輪機(jī)對其進(jìn)行打磨，消除缺陷。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，上述焊接采用鎢極氬弧焊焊接方式。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，焊接時(shí)使用與軸頸相匹配的焊接材料。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，進(jìn)行焊接時(shí)，使用百分表實(shí)時(shí)檢測軸端的變形情況，對變形進(jìn)行矯正。所述百分表安裝在風(fēng)機(jī)軸端的固定不受干擾處或非風(fēng)機(jī)軸基體位置，使表頭的測量點(diǎn)位于軸端未磨損處。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，所述圓環(huán)形模具包括模具主體、把手和螺栓；所述模具主體呈一處開口的圓形，開口處設(shè)置把手，所述把手與模具主體開口處兩端一體連接，所述螺栓套于把手外周。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，當(dāng)使用圓環(huán)形模具旋轉(zhuǎn)研磨軸頸焊接處時(shí)，先使用模具主體套住軸頸焊接處所在軸頸圓周，在把手處擰緊螺栓，握住把手旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，上述使用的千斤頂工裝的頂盤呈凹槽狀，該凹槽狀的頂盤兩端分別設(shè)置有滾動軸承用于支撐風(fēng)機(jī)主軸。這種工裝結(jié)構(gòu)簡單，使用安全可靠。只要在風(fēng)機(jī)主軸兩側(cè)合適位置，放置本工裝，在頂起千斤頂同時(shí)，使風(fēng)機(jī)主軸脫離軸承座一段合適距離，在工裝兩側(cè)軸承的作用下，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子在人力作用下就能自由旋轉(zhuǎn)。在修復(fù)過程中，使用本發(fā)明的千斤頂工裝頂起風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸徑的轉(zhuǎn)動過程和速度能很容易被人工控制，這樣能保證修復(fù)風(fēng)機(jī)軸徑的堆焊作業(yè)的連續(xù)性，獲得較好的堆焊質(zhì)量。堆焊作業(yè)完成后，在研磨軸徑過程中，被千斤頂頂起脫離軸瓦一定距離的軸徑，能夠在不被干擾的情況下套入圓環(huán)形模具，并且在軸徑上旋轉(zhuǎn)模具能夠獲得較高的修復(fù)質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，上述研磨采用油石研磨，并且使用圓環(huán)形模具輔助研磨。
本發(fā)明所使用的圓環(huán)形模具采用和軸徑相同的研磨加工表面，使原有研磨修復(fù)過程中的現(xiàn)有修復(fù)工具和軸徑的線接觸變成了圓周面接觸。在軸徑精打磨或拋光打磨過程中，能提高作業(yè)人員的操作水平，獲得較高的加工精度。本發(fā)明采用鎢極氬弧焊堆焊修復(fù)大型轉(zhuǎn)子軸徑具有焊接熱影響區(qū)小、殘余應(yīng)力小、修復(fù)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，修復(fù)后的風(fēng)機(jī)振動量在2.5mm/s以內(nèi)，完全符合生產(chǎn)需要。這種在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸徑的方法，比納米摩擦復(fù)合電噴鍍、超音速電弧噴涂、激光熔覆、離子注入等先進(jìn)修復(fù)技術(shù)相比，具有設(shè)備投資小，操作簡單，修復(fù)效果好等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)場應(yīng)用中取得了良好的效果。


圖1本發(fā)明的圓環(huán)形模具示意圖。圖2本發(fā)明的千斤頂工裝示意圖。圖3本發(fā)明的風(fēng)機(jī)軸卡規(guī)示意圖。附圖標(biāo)識1、風(fēng)機(jī)主軸 2、羊毛氈 3、模具主體 4、把手5、螺栓6、風(fēng)機(jī)軸端7、滾動軸承 8、千斤頂主體
具體實(shí)施方式
在實(shí)施本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法前，進(jìn)行修復(fù)前準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備工裝，根據(jù)軸的直徑，制作風(fēng)機(jī)軸卡規(guī)；準(zhǔn)備磨光機(jī)、砂紙、表面探傷劑、研磨軸模具等(用于打磨、探傷)JflPANA-TIG TSP300型氬弧焊機(jī)、氬氣、空氣錘、空壓機(jī)等(用于焊接、應(yīng)力消除)；使用本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸，包括以下步驟:1)預(yù)處理:清除軸頸磨損處表面油污后用機(jī)械冷加工方法去除軸頸磨損處的實(shí)效材料直至露出金屬光澤。上述機(jī)械冷加工方法的具體操作為用角向磨光機(jī)裝砂布輪打磨拋光。同時(shí)，對軸端進(jìn)行表面探傷檢測，確認(rèn)軸端無缺陷；當(dāng)軸端有缺陷時(shí)，需要使用砂輪機(jī)對其進(jìn)行打磨，消除缺陷。表面探傷檢測方法為:向軸端噴涂表面探傷劑，干燥后擦除，檢查表面探傷。2)堆焊:焊接材料選擇:焊接前在風(fēng)機(jī)上選擇適當(dāng)位置進(jìn)行焊接試驗(yàn)，確定焊接材料，保證焊接材料與基體的結(jié)合情況、材料匹配、焊接材料的耐磨等性能。例如風(fēng)機(jī)軸的材質(zhì)為45#鋼，針對性選擇焊接材料LJ一6031進(jìn)行焊接試驗(yàn)。焊接工藝:根據(jù)失效分析、材料檢測的結(jié)果，在焊接試驗(yàn)確認(rèn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行焊接施工。采用對稱焊接方式，每次焊接區(qū)域?qū)挾瓤刂圃?0mm以內(nèi)，區(qū)域焊接完成后，將軸旋轉(zhuǎn)180°焊接對稱區(qū)域；焊接采用手工鎢極氬弧焊，短弧短焊道低熱輸入量保養(yǎng)焊接技術(shù)。焊接時(shí)焊道長度小于50mm，每條焊道焊完后對軸端進(jìn)行錘擊，以消除焊接應(yīng)力，將引起風(fēng)機(jī)軸端變形的一切不利影響降低、消除，確保風(fēng)機(jī)軸不因殘余應(yīng)力過大，而造成形變量超差。進(jìn)行焊接前，可以在風(fēng)機(jī)軸端的固定不受干擾處、非風(fēng)機(jī)軸基體位置(軸承座)安裝一個(gè)百分表，使表頭的測量點(diǎn)位于軸端未磨損處，同時(shí)必須不得妨礙焊接、修研施工。先旋轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)，并在測量點(diǎn)圓周處標(biāo)記位置，記錄風(fēng)機(jī)的原始形變量，用作徑向跳動的標(biāo)定值。焊接時(shí)，使用百分表實(shí)時(shí)檢測軸端的變形情況，動態(tài)監(jiān)控，動態(tài)調(diào)整，對百分表所監(jiān)測到的變形量進(jìn)行反變形矯正，將焊接變形控制在允許范圍之內(nèi)。矯正方法如上述，焊接時(shí)用小鋼錘敲擊風(fēng)機(jī)軸端，防止風(fēng)機(jī)軸產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力引起焊縫斷裂。3)軸頸研磨:a粗打磨，將焊接后區(qū)域打磨至表面平整，圓柱度精度達(dá)到0.4mm以內(nèi)；粗打磨后進(jìn)行探傷確認(rèn)，確保無任何焊接缺陷。若存在缺陷則打磨至無裂紋后重新焊接。b精打磨，探傷合格后，利用直線尺、風(fēng)機(jī)軸卡規(guī)(如圖3所示)和紅丹油測量并用稍細(xì)拋光機(jī)打在粗打磨后的焊接區(qū)域進(jìn)一步打磨至圓柱度精度小于0.25mm，使用千斤頂工裝將軸頸兩端頂起10mm，然后用砂布包裹打磨后的焊接區(qū)域一周，墊羊毛氈，使用圓環(huán)形模具旋轉(zhuǎn)研磨軸頸焊接處直到焊接處圓柱度精度達(dá)到0.15mm以內(nèi)，圓柱度誤差小于或等于
0.08mm ；上述圓環(huán)形模具如圖1所示，所述圓環(huán)形模具包括模具主體3、把手4和螺栓5 ;所述模具主體3呈一處開口的圓形，開口處設(shè)置把手4，所述把手與模具主體開口處兩端一體連接，所述螺栓5套于把手外周。當(dāng)使用圓環(huán)形模具旋轉(zhuǎn)研磨軸頸焊接處時(shí)，先使用模具主體3套住軸頸焊接處所在軸頸圓周，在把手4處擰緊螺栓5，握住把手旋轉(zhuǎn)。具體操作為:在軸頸堆焊處用100目砂布包裹一周，墊上羊毛氈2后用模具主體3卡住，在把手4處并擰緊螺栓5，使有一定的預(yù)緊力。利用把手最大限度的旋轉(zhuǎn)研磨軸徑，每隔10分鐘，旋轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子90度。旋轉(zhuǎn)兩周后，更換同型號新砂布，以次類推，更換更細(xì)的砂布，直到軸的圓柱度精度和圓度誤差達(dá)到上述要求。上述千斤頂工裝結(jié)構(gòu)如圖3所示，設(shè)置于千斤頂主體3上方的頂盤呈凹槽狀，槽兩端分別設(shè)置有滾動軸承2用于支撐風(fēng)機(jī)軸端6。c研磨拋光，對精打磨后的焊接區(qū)域進(jìn)行研磨，焊縫表面涂紅丹油，采用油石研磨和研磨軸模具輔助研磨，使表面精度達(dá)到R0.8以上，圓柱度精度達(dá)到0.1mm以內(nèi)，圓柱度誤差小于或等于0.05mm，使達(dá)到風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的尺寸公差要求。最后進(jìn)行軸瓦安裝:I)軸瓦安裝前需要對軸瓦進(jìn)行研磨。按照配合公差和尺寸要求，在軸瓦上涂抹紅丹油，對 軸和軸瓦進(jìn)行多次配合、修整，以達(dá)到要求；2)用銅質(zhì)墊片調(diào)整軸瓦和軸承座的間隙，保證在要求公差內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，包括以下步驟: 1)預(yù)處理:清除軸頸磨損處表面油污后用機(jī)械冷加工方法去除軸頸磨損處的實(shí)效材料直至露出金屬光澤； 2)堆焊:采用對稱焊接方式，每次焊接區(qū)域?qū)挾瓤刂圃?0mm以內(nèi)；焊道長度小于50mm，每條焊道焊完后對軸端進(jìn)行錘擊； 3)軸頸研磨:先粗打磨，將焊接后區(qū)域打磨至表面平整，圓柱度精度達(dá)到0.4mm以內(nèi)； 然后，精打磨，在粗打磨后的焊接區(qū)域進(jìn)一步打磨至圓柱度精度小于0.25mm后，使用千斤頂工裝將軸頸兩端頂起，使用圓環(huán)形模具旋轉(zhuǎn)研磨軸頸焊接處直到焊接處圓柱度精度達(dá)到0.15mm以內(nèi)，圓柱度誤差小于或等于0.08mm ； 最后，研磨拋光，使焊接區(qū)域表面精度達(dá)到R0.8以上，圓柱度精度達(dá)到0.1mm以內(nèi)，圓柱度誤差小于或等于0.05mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，步驟I)所述機(jī)械冷加工方式為使用角向磨光機(jī)裝砂布輪打磨拋光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，步驟I)所述預(yù)處理后對軸端進(jìn)行表面探傷檢測，確認(rèn)軸端無缺陷；當(dāng)軸端有缺陷時(shí)，使用砂輪機(jī)打磨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，焊接采用鎢極氬弧焊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，焊接時(shí)使用與軸頸相匹配的焊接材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，進(jìn)行焊接時(shí)，使用百分表實(shí)時(shí)檢測軸端的變形情況，對變形進(jìn)行矯正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，所述百分表安裝在風(fēng)機(jī)軸端的固定不受干擾處或非風(fēng)機(jī)軸基體位置，使表頭的測量點(diǎn)位于軸端未磨損處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，所述圓環(huán)形模具包括模具主體、把手和螺栓；所述模具主體呈一處開口的圓形，開口處設(shè)置把手，所述把手與模具主體開口處兩端一體連接，所述螺栓套于把手外周。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，當(dāng)使用圓環(huán)形模具旋轉(zhuǎn)研磨軸頸焊接處時(shí)，先使用模具主體套住軸頸焊接處所在軸頸圓周，在把手處擰緊螺栓，握住把手旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，所述千斤頂工裝的頂盤呈凹槽狀，該凹槽狀的頂盤兩端分別設(shè)置有滾動軸承用于支撐風(fēng)機(jī)主軸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，其特征在于，所述研磨采用油石研磨，并且使用圓環(huán)形模具輔助研磨。
全文摘要
本發(fā)明涉及大型機(jī)械設(shè)備維修領(lǐng)域，具體地，涉及一種在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法。本發(fā)明的在線堆焊修復(fù)風(fēng)機(jī)軸頸的方法，包括以下步驟1)預(yù)處理清除軸頸磨損處表面油污后用機(jī)械冷加工方法去除軸頸磨損處的實(shí)效材料直至露出金屬光澤；2)堆焊采用對稱焊接方式，每條焊道焊完后對軸端進(jìn)行錘擊；3)軸頸研磨先粗打磨，將焊接后區(qū)域打磨至表面平整；然后，精打磨，在粗打磨后的焊接區(qū)域進(jìn)一步打磨后，使用千斤頂工裝將軸頸兩端頂起，使用圓環(huán)形模具旋轉(zhuǎn)研磨軸頸焊接處；最后，研磨拋光。本發(fā)明具有設(shè)備投資小，操作簡單，修復(fù)效果好等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)場應(yīng)用中取得了良好的效果。
文檔編號B23K9/04GK103212937SQ20131014410
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者高志強(qiáng) 申請人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司