作者：夏永海　遲建波　魏光軒

　　濟南鋼鐵集團總公司中型軋鋼廠（簡稱濟鋼中型軋鋼廠）φ450mm軋機驅動用同步電動機於1970年安裝投用，外（wài）廓直徑Z大4100mm，軸長3363mm，軸承座中心距2638mm(自（zì）由端距磁力中（zhōng）心1599mm)，轉子自重18.5t。1999年檢修（xiū）時，發現電動機自由端（非負荷端）安裝軸承軸套與電（diàn）動機軸頸發（fā）生相對轉動，軸頸表麵磨損比較（jiào）嚴重，磨損（sǔn）不均勻，當時采用了（le）過盈配（pèi）合加鑽螺釘穩固使用。2002年對電動機（jī）自由端軸承座拆檢（jiǎn）時發現，軸套與軸頸已經完全分（fèn）離（lí），間隙達1.5mm，套內表麵和（hé）軸頸表麵嚴重磨損，軸（zhóu）頸呈微錐形，直徑相差0.4mm，沿軸長90%表麵上布滿凹坑、麻點，屬於嚴重磨粒磨損；回轉定位基準不準，套上軸承根本起不到良好支承作用，致使電動機運行出現振動現（xiàn）象。電動機轉速較低，多次檢測振動和異音並不明顯。電機轉子直徑大，拆卸（xiè）運輸困難（超寬），加工（gōng）難度大、時間長而檢（jiǎn）修（xiū）時間短，必須現場進行修複。
　　1　現場修複方法比較（jiào）
　　1.1 過盈-焊接方法
　　采用過盈配合將軸套安裝軸（zhóu）頸上，軸（zhóu）套圓柱表麵均勻安裝幾個徑向固定銷，銷子與軸套焊接進行穩固。該方法適用於軸頸表麵平整度（dù）比較好且磨（mó）損較輕情（qíng）況，修複時間短。1999年應用（yòng）了此法。磨損嚴重時，如2002年拆檢時情況，軸（zhóu）套、軸頸之間有很多（duō）磨料（liào），呈黑灰色，說明兩者早（zǎo）已產生相對轉動，固定銷磨掉形成了磨（mó）粒，上述修複方法已（yǐ）不適用。因軸（zhóu）套焊接時會受熱變形，且錐形軸頸無法保證軸套、軸頸（jǐng）聯接同心度，這些因素（sù）將直接影響電（diàn）動機穩（wěn）定運行。
　　1.2 抹膠粘接方法
　　先軸頸表麵（miàn）均勻塗抹泥狀鎂特鐵膠，然（rán）後加熱軸套，熱裝（zhuāng）後（hòu）依靠軸套溫度固化（huà）達到粘接（jiē）要求。泥狀鎂特鐵膠粘接（jiē）機械性能優異，軸套、軸頸聯接可（kě）靠，壽（shòu）命長。軸頸磨損比較輕，軸（zhóu）套、軸頸過盈配合，使用抹膠粘接方法能確保同心度，精度高，但必須控製好過盈量、抹（mò）膠量和軸套加熱溫度。一次到位不能進行調整，特別是軸（zhóu）頸磨損嚴重時，成功率比（bǐ）較低。軸套、軸頸間隙配合，可（kě）以調整軸套、軸頸同心度，但泥狀膠流動性（xìng）差，調整軸套時不能使膠充滿套、頸間隙（xì），影響聯接性能，操作（zuò）麻煩（fán）。
　　1.3 注膠粘接方法
　　采用（yòng）過渡配（pèi）合熱裝軸套，冷卻後調整軸套滿足同心度要求（qiú），然後注膠粘接。為利於膠體流動，套內開設螺（luó）旋槽，可使（shǐ）軸套、軸（zhóu）頸之間間隙內充滿膠體。采用此（cǐ）種修複方法，操作過程簡潔、易於控製（zhì），可（kě）以一次完成。比較上述三種修（xiū）複方法，采用注膠粘接方法Z為合理。
　　2　結構膠（jiāo）性能指（zhǐ）標（biāo）
　　鎂特鐵-特製粘合劑結構膠技術參（cān）數：
　　抗壓強度：σy=162MPa
　　抗拉（lā）強度：σl=50MPa
　　抗彎強度：σw=77MPa
　　抗剪（jiǎn）切強度：τ=32MPa
　　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，電動機轉子自重作用下，軸頸上部受拉力、下部受（shòu）壓力（如圖1所示）。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自由端（duān）分力，N；
　　　　　D—軸套內徑，mm；
　　　　　L—軸套長（zhǎng）度，mm。
　　代入數據σ為0.85MPa。
　　結構膠抗拉、抗（kàng）壓強度中抗拉強度Z小σl為50MPa，顯然：
　　σ＜[σl ]
　　結構膠安全（quán）可靠。

　　圖1 軸端（duān）安裝圖

　　3.2 抗（kàng）剪切強度
　　Z嚴重情（qíng）況即軸套、軸（zhóu）頸發生相（xiàng）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　（2）
　　式中　k—電機過載係數；
　　　　　Me—電機額定轉矩，N.mm。
　　代（dài）入數據τ為2.38MPa，結構膠抗剪切強度[τ]為32MPa，則：
　　τ＜［τ］
　　結構膠抗剪切能力安全。
　　3.3 結構膠耐熱性
　　確保潤滑條件下，支承電機軸軸承常年工作溫度不高於70℃，小於結構膠耐熱（rè）溫度。，安裝軸承時必（bì）須嚴格控製這一指標，即控製軸套（tào）外徑加工尺寸（cùn），確定合理配合精度，避免過盈（yíng）量（liàng）偏大、軸承加熱溫度過（guò）高破壞結構膠機（jī）械性能。
　　4　修複施工要求
　　（1）處理軸頸表麵。為保證結構膠與軸頸表麵結合可靠（kào）、粘接牢固，必須徹（chè）底清除軸頸表麵凹坑、麻點中油泥和鏽物等，露出純金屬表麵。
　　（2）多點測量軸頸尺寸，確定軸頸（jǐng）基準（表麵磨損均勻、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（yào）求加工軸套內徑。為使結構膠能夠順利充滿套頸間隙，套內距兩端30mm以內車製（zhì）螺（luó）距（jù）15mm、溝槽寬3mm、深1.5mm螺旋槽，螺旋（xuán）槽兩端車成環槽形成閉環。以結構膠耐熱性確定軸套與軸承過盈量。
　　（3）加熱軸（zhóu）套，熱裝至軸頸上、定（dìng）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（fēng），防止漏膠。軸套底部中間開孔（與螺旋槽連（lián）通）安裝注膠孔，軸套上（shàng）部安裝溢膠裝（zhuāng）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（fēng）堵注膠孔防止漏（lòu）膠（jiāo）。
　　（5）保溫固化。修複時（shí）環境溫度比（bǐ）較低，對結構膠固化有一定影響，故采用（yòng）熱輻射方式對軸套保溫8h以上，以確保結構膠機械性能。
　　（6）加工（gōng）軸套外徑時確定好與軸承過（guò）盈配合公（gōng）差要求，熱裝滾動軸承要嚴（yán）格（gé）控製加熱溫度，軸承（chéng）加熱要（yào）均勻、溫升要緩慢。多次測量（liàng）軸承表麵溫度和軸（zhóu）承內孔尺寸，確保（bǎo）軸承一次安裝到位。
　　5　使用效果
　　電動機運行半年以來，多次檢（jiǎn）查，未出現任何異常現（xiàn）象，電機振動基本消除（chú），完全（quán）符合（hé）運行要求，滿足了低速、重載、大扭矩工況要求，使用效果良好。采（cǎi）用新型粘接材料——鎂（měi）特鐵膠，配（pèi）以合理施工工藝（如：注膠）對（duì）工件進行修複，時間短，強度高，修理費用低，易（yì）操作（zuò），適應性強。對軸孔、軸頸、軸承等表麵磨損部位處理使用效果好，特別（bié）適用於外型尺寸大、不便拆裝和運輸加工工（gōng）件修複。

來源：《山東冶金（jīn）》　2003年第05期