离心泵在现代化生产生活中背广泛应用,泵轴时组成离心泵的重要零件之一。泵轴在运转的过程中,如果遇到突然的撞击、或扭矩加大,很容易造成弯曲。如果不及时修复,会影响机器的运转甚至使机器报废。一般的修复方法有捻打法、内应力松弛法、局部加热法、机器加压法和局部加热加压法。以下对这几种修复方法加以简单介绍。
在校直之前,首先进行泵轴的检查与测量,用千分测量并计算出直线度的偏差值,找出泵轴上最大弯曲点以及弯曲的方向与弯曲量。检查泵轴最大弯曲区域是否有裂纹,如果有裂纹应及时处理,发、否则裂纹会在修复的过程中进一步扩大。如果泵轴是因为摩擦引起的弯曲,则还应测量该区域的硬度,若摩擦部位已淬硬,首先应该进行退火处理。
一、捻打法
捻打法就是用捻棒敲打轴的弯曲凹面,使轴的表面延申而校直。校直前,首先对轴的弯曲处进行测量,根据测量的结果,确定轴要校直的部位并做好表示。将轴的凹面朝上固定好,并用硬木在轴弯曲最大的凸面顶点作为支撑,并垫以铅板,最好把轴放在专用的台架上,两端用卡子向下加压,选用1~2kg重的捻棒敲打,使轴的凹面材料表面收敲打而延伸。捻棒的材料一般为45#钢,其工作端必须与轴面圆弧相符,捻打的范围为泵轴圆周的1/3,此范围应预先在轴上标注出来。捻打的顺序按对称位置交替进行,首先从凹面的最低处的中央开始敲打,然后逐渐向两侧转移,沿泵轴圆周1/3的弧面上进行,敲打时注意不要损伤轴的表面,但越往中央敲打密度应越大。每打完一次,应用百分表检查弯曲的变化情况,直至校正为止。最后,为了防止轴校直后复又弯曲及消除轴表面硬化对捻打后的轴进行低温回火,回火温度为300°~400°。
二、内应力松弛法
这个方法时利用金属材料松弛特性的原理,将轴弯曲部分加热,温度为低于该轴回火温度30~50°,一般为600~650°,使其内部应力松弛的温度。这时若加上使轴产生与弯曲方向相反的方向的载荷,并且有相当程度的弹性形变,同时保持一定时间。因金属材料的特有性质,在应力与高温条件的条件下金属材料会自发的产生应力降低的松弛情况,从而使一些可恢复的弹性变形变成不可恢复的塑性变形,最后除载荷意外,泵轴的变形主要为塑性变形,这样回弹量比较小,从而就达到泵轴校直的目的。
采用这种方法校直泵轴要注意以下几点事项。
首先,应在着力点处垫以铅皮或紫铜皮,其次,施加的载荷方向应正对泵轴凸面,同时注意要缓慢加力,以防止擦伤泵轴表面。其次,为了保证泵轴收缩一致轴,冷却均匀,应使泵轴在转动状态下进行降温冷却。最后,对泵轴弯曲的部分进行测量,检查是否达到校直要求,到达要求后,还要进行泵直接轴校直后的稳定退火处理。
内应力松弛法在实际工作中应用较多,这种方法适用于任何类型的泵轴轴校直,用并且该方法校直后的泵轴具有良好的稳定性,并且安全可靠。
三、局部加热法
这种方法使泵轴将弯曲的凸面朝上,将最大弯曲处用石棉布包扎起来,并以此处为中心吧石棉布开出长方形的加热孔,用喷灯或气焊急热,使轴产生超过材料本身弹性极限的反压缩应力。泵轴在这种条件下冷却后,使得形成的弯曲与原始弯曲方向相反,使泵轴的弯曲面平整从而达到泵轴校直的目的。泵轴校直时,首先把泵轴弯曲的凸面部分向上平放且固定好,并用湿石棉布包扎轴的最大弯曲处。把石棉布沿径向开长方形开口0.25d×0.30d或轴向开一长方形开口0.1d×0.15d(d为轴的直径),然后选用较小的焊嘴(5、6号或7号焊嘴)在开孔处的泵轴表面进行加热。加热的时候焊嘴距轴面20毫米左右均速、等距移动,为保持温度均匀,加热时将焊嘴首先从中心向外旋出,然后由外向中心旋入。注意,为了避免泵轴冷却过快而使轴表面产生裂纹或硬化,在泵轴表面温度达到500-550°C后,用干燥的石棉布覆盖受热处。校直后,轴应在加热处进行低温退火,即将轴缓慢的转动加热到300-350°C,并在当前温度下维持一小时以上,之后用石棉布把加热处包裹上,让它缓慢地冷却温度降至到50-70°C,以消除泵轴的内应力。使用百分表测量轴的弯曲变化情况,一次校直未达到要求可以多次进行校直。使用该方法进行轴校直时应在光线较暗且没有空气流通的室内进行,在观察轴表面颜色时不能戴有色眼镜。
四、机械加压法
机械加压法是把轴校直过来的一种方法,它是利用螺旋加压器把轴弯曲部分的凸面向下压,从而达到泵轴校直的目的。
五、局部加热加压法
局部加热加压法,这种校直泵轴的方式对泵轴的加热时间、部位、温度及冷却方式都和局部加热法相同。但是不同之处在加热之前对轴弯曲的部分用加压工具进行加压,使轴产生平直方向的弹性变形,所以此方法又称为热力机械校轴法。此种方法的原理是泵轴在加热之后,金属材料加热处因加压后膨胀受阻而发生塑性变形,从而达到泵轴校直的目的这种方法简洁方便速度快,大大优于局部加热法,每加热一次都能收到较好的效果,一次加热后如果不能达到标准,则可进行第二次加热,但同一部位加热次数最多不能超过三次。
以上几种直轴方法中,内应力松弛法适用于校直任何类型的泵轴,效果良好,安全可靠。局部加热加压法和局部加热法多用于直径较大、需要校直弯曲量较大的泵轴,不宜于校正合金钢和硬度大于HB180~190的轴。机械加压法和捻打法只适用于校直弯曲较小,直径较小的泵轴。在实际生产中,要根据具体情况进行具体分析,选择适合的直轴方法,才能事半功倍,收到良好的效果。