泵軸不解體現(xiàn)場修復(fù)技術(shù)

吳德起 夏金龍 何 軍 薛 燕

中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司 山東濰坊市

1.輸油泵軸頸磨損情況

泵為德國魯爾輸油泵，泵型號ZMII 630/06。輸油泵端部軸承跑內(nèi)圓，軸頸嚴(yán)重磨損，直徑已經(jīng)減小0.6mm。使用常規(guī)的解體維修方法，需要準(zhǔn)備許多備品備件，同時(shí)解體維修所需時(shí)間長。

2.現(xiàn)場修復(fù)技術(shù)選擇

在現(xiàn)場對軸頸進(jìn)行修復(fù)，在修復(fù)時(shí)要盡量減少修復(fù)過程中產(chǎn)生的熱量，以避免軸產(chǎn)生熱彎曲。因此該泵可選擇的修復(fù)技術(shù)只能包括電刷鍍、微弧冷焊、激光焊、高分子修補(bǔ)膠方法。由于輸油泵軸頸部位所處空間小，操作位置有限，無法使用大型激光修復(fù)設(shè)備。輸油泵軸頸承受載荷大，工作溫度高，振動(dòng)大，承受一定的交變載荷，由于修補(bǔ)膠技術(shù)強(qiáng)度相對較低，也不適合修復(fù)此泵。電刷鍍與冷焊修復(fù)所需設(shè)備占用空間小，修補(bǔ)材料結(jié)合強(qiáng)度相對較高，修復(fù)過程簡單，修復(fù)尺寸可在較大范圍內(nèi)進(jìn)行控制，修復(fù)后表面粗糙度好、強(qiáng)度高，因此決定采用冷焊與電刷鍍技術(shù)對軸頸進(jìn)行修復(fù)。

3.現(xiàn)場修復(fù)

（1）制作簡易轉(zhuǎn)子支撐裝置。由于待修復(fù)軸頸是端部，軸承座已經(jīng)拆卸下，因此端部的軸已經(jīng)不在旋轉(zhuǎn)中心。為避免修復(fù)過程中軸的轉(zhuǎn)動(dòng)造成轉(zhuǎn)子和其他部件損壞，要制作一個(gè)支撐裝置（圖1）使軸恢復(fù)到旋轉(zhuǎn)中心位置。支撐裝置可以支撐軸旋轉(zhuǎn)，方便修復(fù)操作和修復(fù)后對軸頸尺寸的檢測。

（2）測量軸頸尺寸，檢測軸頸材料。泵軸材料為42CrMo4V，經(jīng)測量軸頸磨損已經(jīng)缺失0.6mm，并且表面凹凸不平，氧化層與雜質(zhì)鑲嵌在縫隙內(nèi)。對于這種尺寸缺失情況如采用電刷鍍只能鍍銅進(jìn)行尺寸修復(fù)，但銅的強(qiáng)度低，修復(fù)后軸頸不能滿足重負(fù)荷要求。因此要先采用微弧冷焊修復(fù)方法，使用與軸頸相同的材料進(jìn)行填補(bǔ)，才能獲得足夠的尺寸和強(qiáng)度要求。

圖1 轉(zhuǎn)子支撐裝置

（3）進(jìn)行脈沖微弧冷焊（圖2）。首先，清理磨損表面，去除雜質(zhì)與氧化層，使軸頸露出金屬基礎(chǔ)面。再開始逐層補(bǔ)焊至所需尺寸。冷焊時(shí)采用與軸頸材料相同的0.2mm和0.1mm厚的板材，根據(jù)軸頸的寬度剪裁成長條狀，清理軸頸與焊補(bǔ)薄板至完全露出金屬光色，將填補(bǔ)薄板鋪在軸頸缺損部位，使用脈沖冷焊開始焊接。當(dāng)焊接完成一圈之后，對焊接表面進(jìn)行打磨與檢測，根據(jù)軸頸缺損程度再進(jìn)行逐層焊接，直到軸頸恢復(fù)至所要求的尺寸。

（4）軸頸尺寸與形狀精度修復(fù)。由于冷焊是由多層累加焊接完成，因此軸頸焊接完成后的形狀與尺寸精度都達(dá)不到要求。要對焊接后的軸頸進(jìn)行打磨，用千分尺與百分表配合測量，逐步使軸頸的尺寸與形狀恢復(fù)到要求的精度。

（5）使用電刷鍍（圖3）修復(fù)軸頸表面精度。冷焊打磨之后，軸頸的尺寸與形狀精度都恢復(fù)到了要求的水平。但在軸頸表面還存在著許多微觀的小孔隙，這是由于脈沖焊時(shí)填料與軸頸并非完全熔接在一起所造成的。脈沖焊時(shí)，由多個(gè)相互緊密排列的焊點(diǎn)組成一個(gè)面，因此點(diǎn)與點(diǎn)之間的部分，在打磨之后還會(huì)有許多小的間隙。在精度要求不高的場合可以直接使用，但在腐蝕、振動(dòng)、重載、高速場合下，要對這些間隙進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)這些間隙最好的方法就是使用電刷鍍技術(shù)。

圖2 進(jìn)行脈沖微弧冷焊

圖3 使用電刷鍍修復(fù)

電刷鍍的基礎(chǔ)面就是冷焊打磨后的軸頸表面，電刷鍍時(shí)首先以銅鍍液進(jìn)行間隙的填充，再進(jìn)行表面的硬化處理。電刷鍍時(shí)使用配備的專用藥水，專用的電刷鍍電源及刷鍍頭。采用12V電源活化處理軸徑表面，再用11V電源刷鍍，以獲得最好的鍍層結(jié)合力。填補(bǔ)冷焊間隙時(shí)，根據(jù)刷鍍需修補(bǔ)的尺寸控制電刷鍍的時(shí)間和電流，并在刷鍍完每層之后進(jìn)行尺寸的檢測，當(dāng)尺寸形狀精度符合要求時(shí)，再進(jìn)行表面硬化層的刷鍍。

4.修復(fù)后效果檢測

泵軸頸經(jīng)過冷焊與電刷鍍處理后，軸頸尺寸精度在0.01mm，形狀精度（全跳動(dòng)）在0.02mm以內(nèi)。軸頸表面光滑平整，修復(fù)后的軸頸強(qiáng)度與硬度達(dá)到要求。

軸頸修復(fù)后，軸承與軸頸恢復(fù)了過盈配合。輸油泵進(jìn)行試運(yùn)行，端部軸承運(yùn)行平穩(wěn)，軸承溫度正常，輸油泵恢復(fù)正常運(yùn)行。

5.結(jié)束語

使用軸頸現(xiàn)場修復(fù)技術(shù)，適合修復(fù)使用滾動(dòng)軸承支撐的軸頸，修后的尺寸和形狀精度可達(dá)到軸頸要求的強(qiáng)度，但修復(fù)后的表面粗糙度和硬度與在工廠進(jìn)行鍍硬鉻修復(fù)相比相對較低。因此，對使用滑動(dòng)軸承支撐的軸頸修復(fù)時(shí)，就不適宜應(yīng)用這種現(xiàn)場修復(fù)技術(shù)。 W13.12-14