高压电机转轴的修理解析

一、捻打直轴法

带绕组和铁心的转轴发生弯曲时，采用高温加热直轴法有一定困难，拆下转子铁心单独直轴又会增加检修工时，甚至有的结构无法拆卸。这时可采取捻打直轴法。制成4~6根捻棒。

轴面受力范围为圆周的三分之一左右。在轴上预先划好受力范围。捻打起点是三分之一圆弧中心‘1’处。然后按图示次序进行捻打。在中间部位捻打次数要多些。向左右均匀移动捻棒，越离中心远的地方捻打次数应越少。

每捻打一遍，要用千分表测量一次轴弯曲度变化情况。记录。最初捻打时，转轴伸直速度较快，以后速度减慢。在最后接近调直时，要特别注意，以防调直过头。有时多敲打几下就过头了。

要注意，捻打时不是用力打击转轴面，以防将轴面打出凹痕，而是振动，目的是使轴内部分子形成的内紧力降低。此轴经六遍捻打即调直合格。

为了考验捻打直轴后受热变化情况，将轴放入120℃烘炉中加热12h，取出后，将转轴放在50车床上重新测量轴弯曲度尺寸，检查结果无有变化。电机直轴修复后，投入运行一直运行正常。

二、氧乙炔喷涂法

1、概述

采用氧乙炔喷涂法修复转轴磨损的原理是利用普通氧乙炔火焰的热能(有效温度范围为3000)，将合金粉末加热至一定温度，使粉末以150~200m／S，飞行速度喷射并沉积在转轴待涂表面上，使粉末在高温高速自熔下撞击转轴表面形成机械结合，使转轴磨损部位恢复正常尺寸，达到修复的目的。

由于喷涂湿度较低，适合于精度要求较高，不许变形的转轴的修复上(对于铸铁端盖止口磨损，也同样可以采用此法)。

合金粉末涂层在转轴表面结合原理，是靠下面四种结合作用。

(1)机械结合这是主要的结合形式，为了增加结合力，可增大转轴结合面积，如在转轴表面车成螺纹等。

(2)显微焊接喷射到转轴的合金粉末在高温下使粉末之间及粉末与转轴表面之间产生一定程度的显微焊接效果。

(3)金属原子间金属键的引力作用在高温影响下处于熔化状态和塑性状态的粉末，以一定速度碰撞转轴表面时，粉末的部分原子与转轴表面原子接近到金属晶体原子间距的几个埃的距离，金属键的引力发挥作用。

(4)显微扩散由于微粉颗粒与转轴接触的局部达到较高温度，增加了接触界面上原子活动能力，使接触界面上产生了粉末与转轴间原于相互扩散。

2、所需设备、工具和材料

(1)常用的氧气，乙炔气设备

(2)合金粉末氧—乙炔火焰喷焊炬，又称两用金属粉末喷焊枪，

(3)合金粉末，型号N1222或N125，N135。

(4)打底用合金粉末，型号F502,镍包铝。

3、喷涂工艺

(1)喷涂表面的准备

1)去油污。用洗涤剂(如三氯乙烯，丙酮)清洗喷涂表面和待涂表面附近区域（对于铸铁端盖止口，由于渍污已渗入到晶体深处，需用火焰烘烤，使油污挥发，然后冷却，再进行清理）。

2)清除喷涂表面疲劳层。车去喷涂表面的损坏层和疲劳层。为了保证喷涂表面干净，车加工时不宜采用冷却液。

3)预热。预热目的是为了去除喷涂表面水分，防止喷涂时水蒸汽凝结，因此需预热，同时减少收缩应力，提高结合强度。

4)转轴喷涂表面车螺纹。为了增加喷涂强度，需事先在喷涂表面车出螺纹。螺距0.7mm,螺纹深度0.35mm。

(2)材料和设备的准备

1)打底粉(F 502型)和合金粉末(Nt222)事先过筛，粒度在150~250目/in 在150度烘箱内烘干2h。

2)氧气压力调至0.4~0.5MPa，乙炔压力调至0.05～0.09MPa。

3)调节车床转速，使转轴喷涂表面线速度为20~30m／S。喷涂距离200mm左右。喷枪装在车床刀架上，纵向进给速度为8—5mm／r。

(3)喷涂工艺

1)调节两用喷枪的氧气和乙炔气手柄，点燃火焰，调节到最大中性焰。控制内焰心长5—6mm。

2)喷涂打底粉(镍包铝粉)，最佳厚度约0.1mm，不可超过0.2mm。喷涂一遍即可。

3)喷涂工作粉(N1222)，轴向往复喷涂达到所需厚度，一般不超过2mn。

4、喷涂层机械加工

将喷涂层的加工余量进行车削加工到正常尺寸。在车削时，要注意车刀进刀方向。以防涂层边缘受到过大应力而剥落。车轴表面时，车刀轴向方向移动，车轴端时，车刀与端面成垂直方向。

5、喷涂工艺对质量的影响

(1)氧气及乙炔压力应控制氧气压力为0.4~0.6Mta，乙炔气压力为0.05～0.09MPa,当压力高于上述范围时，两用枪易回火，压力低于上述范围时，会造成涂层疏松或夹生，结合强度降低。

(2)送粉量当氧气压力和乙炔压力较低，送粉量过大时，会造成涂层疏松，氧气压力和乙炔压力较高，送粉量小时，粉粒易氧化，影响涂层强度。

(3)喷涂距离及喷射角度喷涂距离过长，使粉粒粘结力降低，粉粒大量散失，过短时，又使涂层表面严重疏松，使粉粒回弹散失而浪费。对于一般国产粉末，喷涂距离采用200mm左右。当氧—乙炔压力较高时，可适当加大到220~240mm。

为了获得致密和厚度均匀的涂层，喷枪与转轴涂层表面的角度不得小于45度，希望接近90度。太小时，使涂层结构质量降低。

每层涂层应控制在0.15mm以下，为了喷涂较厚的涂层，采取多次喷涂，不要一次喷成。

(4)火焰焰性为防止和减少合金粉末在高温下氧化或元素被烧损，宜采用中性火焰(或微碳化火焰)。喷涂过程要注意火焰焰性，保持火焰稳定。

6、喷涂缺陷

(1)涂层剥落造成涂层表面局部或整块剥落现象原因是：

1)打底粉质量不稳定。在正式喷涂之前，可用锤击打底粉涂层，检查涂层结合质量。

2)转轴表面不清洁：喷涂前，转轴表面未彻底清理干净，在喷涂时，污物在高温下挥发造成涂层脱壳。

3)涂层过厚(大于2mm)，由于涂层收缩力大于底层与喷涂表面的结合力，形成剥离现象。

4)预热温度过高(大于80度)。造成喷涂层强度降降。

(2)涂层表面裂纹和疏松造成涂层表面裂纹和疏松主要原因是工艺不当，如火焰能率过小，送粉量过大，粉末粒度规格不符标准等等，均会降低涂层强度。

三、不抽转子修磨轴颈法

转轴轴颈椭圆度超过允许值或因烧瓦故障引起轴颈磨损时(通常在0.5mm以内)，为了恢复轴颈的几何精度，保证安全运转，需将轴颈进行修磨。小型电机，转子重量较轻，可以放在磨床上进行，但对于大型电机转子，抽心，运输以及大型磨床的设施，均较困难。甚至无法进行。因此，下面介绍不抽转子。在电机本身上修磨轴颈方法具有一定经济效果。

1、修磨轴颈的简易装置

结合电机的具体结构，可将砂轮机安装在被修磨轴颈的附近，砂轮机的基础可放在地面，也可放在轴承支架上，用临时焊接的钢架和铸铁花盘联结在一起。用砂轮机修磨轴颈时，要求砂轮机能沿着轴向方向稳定地移动，为此。需要装上纵横移动的刀架托盘(可用车床上的小刀架装置临时改装)。而砂轮机便安装在托盘上。利用90度铸铁花盘固定在转子一侧的砂轮机装置。

为了使转子在轴瓦上转动，要单独设置一套电动机(最好是直流电动机，便于调速)进行拖动。如果没有电动机装置，也可用盘车装置或利用天车转动，要求转子转速4r／min左右

为了防止磨下的砂轮小颗粒落入轴瓦内，需在轴颈两侧加装毡片，用铁板压紧固定好，阻止砂粒进入轴瓦内。同时还要装置润滑系统，以防轴颈干磨，并将原有的进、排油管堵住，防止弄脏油系统。

2、修磨前准备工作

为了调整修磨装置，需将轴颈的下瓦安装上。为防止转子在转动时发生振动，与轴颈接触的角度应大于90℃。

要求修磨装置的移动部件在沿轴向转动时，应与轴中心线平行，纵向水平一致，为达到这项要求，在移动部件上安装千分表，当转动手柄时，使移动部件沿轴向往返移动，在轴颈两端之间的全长，千分表指示应相差不大于0.01mm。

修磨前，先用千分表测量被加工轴颈两端未被损伤的位置和台肩上的同心度数值，做好原始记录，以便修磨后对照检查。

在轴颈附近两端也要装上千分表，监视转子在旋转时的跳动和晃动量，应控制在0.02~0.03mm范围内。

将转子转动起来，检查修磨装置及外加支撑轴承架是否牢固，各千分表工作是否正常。开动砂轮机。不与轴颈接触，转动手柄。沿轴颈全长试走几次，然后停止转动，转子也停止转动。校核砂轮机装量，托盘架应与转轴中心线平行。

3、修磨轴颈工艺

经上述检查和调整确无问题后，正式开始修磨工作。先起动润滑油泵，使轴颈润滑，然后开动拖动的电动机，使转子转动起来，转速4r／min左右。然后起动砂轮机电机，使砂轮与轴颈稍接触，顺着轴颈全长开始研磨。

砂轮机纵向行走速度为：转子每转一周，旋转砂轮机装置上的手柄走l~2mm。纵向每走一次，横向的砂轮进刀量不大于0.0lmm。

在修磨过程中，要多次检查被修磨过部分和未被修磨过部分的同心度，椭圆度及锥度。

严格监视各千分表变化情况，以防修磨过程中发生转子偏心。

要监视砂轮与轴颈间摩擦出来的火花情况，如果出现大量团火，应查明原因及时消除。

在修磨过程中，要随时注意用金刚钻刀对砂轮进行修整。

轴颈修磨后，用吊车或千斤顶将轴颈稍抬起，将下轴瓦取出，使转子支承在外加轴承上。然后对轴颈进行细打磨和抛光处理。用浸过机油的金相砂纸抱着轴颈，将转子转动，沿着轴向来回移动反复打磨。使轴颈表面粗糙度符合工艺要求。

经细打磨和抛光后，测量和检查轴颈同心度，要求同心度在0.02mm以内。在轴颈上划出等分线，测量椭圆度，不应超过0.0lmm。经修磨后的轴颈直径变小，因此要更换备用轴瓦，此轴瓦尺寸应根据修磨后的轴颈实际尺寸进行刮研配合。

4、砂轮和磨削加工参数选择

通常采用G60号ZR1P200X 20x32，直径200mm的砂轮。

磨削加工参数：

走刀量0.05mm／r，吃刀深度0.05～0.lmm 工作线速度在2—4m／min之间，由于现场条件所限，慢速不易达到，可采用40~20m／min左右，开始时采用40m／ min。

带动砂轮机的电动机可选用0.15kW 4极电机便可。

磨削加工机构亦可利用CO628小型车床进行

审核编辑 ：李倩