风机主轴轴颈严重磨损的现场应急修复措施

王 敏

(辽中县辽河化工厂，辽宁 沈阳 110200)

风机作为一种应用广泛的通用机械设备，保证风机设备的完好率， 在工业生产中的作用大。风机在运行过程中，容易发生振动、主轴产生裂纹或变形、风叶磨损、轴颈磨损等故障。本文结合我厂风机故障的处理，谈一谈风机主轴轴颈严重磨损后的现场应急修复处理。

1 风机基本情况

我厂φ3.5×10 m 卸烘干生料磨系统， 配用双吸双支撑的 C6-2×38No 141/2 型排风机。 其主轴的长度达3170 mm，最大直径φ490 mm；装进口轴承（型号22 224 C3/W33），对轴颈的同心度、圆柱度和光洁度的要求比较高。风机的技术规格性能见表1。

风机安装在生料磨主减速机房的顶部，基础距地面有十多米高，其安装位置特殊，功率大、转速高，安全运行的技术要求高。

表1

2 存在的问题

在巡、点检设备的过程中，发现该风机振动严重， 检查后认为是靠近对轮轴的风机前轴承“跑内圈”所致，必须立即停机检修。

打开轴承室发现“跑内圈”严重。上次更换轴承时，因主轴轴颈磨损，在轴颈上打“麻点”并涂抹胶粘剂进行胶接。 卸下轴承，观察到轴颈“麻点”已被磨削，“麻点”和胶粘剂已固定不住轴承，主轴轴颈由圆柱形磨损成椭圆形（椭圆的长轴为119.40 mm，短轴为118.80 mm），风机主轴轴颈的直径应为φ120 mm， 轴颈的磨损量达0.60～1.20 mm，采取打“麻点”和胶接的方法已经固定不住轴承了。 因生产形势相当紧张，必须尽快维修好风机。

3 处理方案

通常处理该类主轴轴颈严重磨损的方法有换新轴和修复。 换轴没有备件，如果制作一根新轴，需要锻造毛坯后进行机加工，至少需要三个月时间，这样肯定影响生产。 因此只能采用修复的方法。

焊修需要拆卸主轴和叶轮。由于焊接温度很高，易引起金属组织的变化和产生热应力，且维修时间较长。

采用电镀、喷涂与喷焊修复，轴颈不变形，基体金属材料不发生组织变化，但是在我厂现有条件下不具备实施电镀、 喷涂和喷焊的技术能力，必须请求外单位协助， 这需要临时联系加工单位、拆卸主轴，维修时间较长。

用胶粘剂对磨损的主轴轴颈表面进行修补，粘接过程温度低，不会引起金属材料的变形和金属组织的变化，粘接处应力分布均匀，工艺简单，适用于现场作业。 但胶粘剂不宜涂抹太厚，否则胶接强度太低，抗冲击、抗剥离的性能太差。因该风机主轴轴颈的最大磨损量达1.2 mm，不能只用胶粘剂胶补轴颈的磨损量。

金属扣合法是利用高强度材料制成的特殊连接件（轴套），以机械方式与磨损的轴颈联接一起，达到修复的目的。 这种修复方法使用的机具简单，大多数是由钳工手工操作现场施工，但是，它需要拆卸主轴和叶轮，进行机加工、加热和冷却，维修强度大，时间较长。

从上述几种修复方法中，很难找到一种理想的修复方案，以便较快地修复主轴轴颈。

我们从技术可行性、经济性和安全可靠性等方面考虑，如果把胶接与胶补技术和金属扣合法等两种方法结合起来，可能会达到一定效果。

经过慎重考虑后，决定先在轴颈上涂抹一层“哥俩好”胶粘剂，再用0.75mm 的镀锌铁皮“抱紧”轴颈，最后用平板锉修复镀锌铁皮，以解决生产的燃眉之急。

4 主轴轴颈修复的过程

4.1 拆卸轴承

首先卸掉对轮销，将电机移到一侧；卸下对轮，然后打开轴承室的上盖和偏盖，松开锁紧螺母，去掉锁片；最后用手动葫芦把主轴稍微吊起，拆卸轴承。

4.2 清洗、检查

将主轴、 轴承室和轴承上的油垢清理干净；把以前涂在轴颈上的胶粘剂清理干净，最后用丙酮清洗一遍轴颈；仔细检查轴承内圈和滚柱的完好状况以及轴承间隙的大小，以确定是否更换轴承。

4.3 准备铁皮

铁皮质量对修复具有重要的作用和影响。准备铁皮时，对其厚度、形状、长、宽、四角和边棱角都要认真处理。

主轴轴颈的最大磨损量达1.20 mm， 铁皮的厚度要有一些余量以便于修正，所以，我们选择厚度为0.75 mm 的镀锌铁皮。

镀锌铁皮的形状应制作成平行四边形，目的是使铁皮“抱紧”轴颈后对口的方向不与主轴的轴向相同（对口的方向应与主轴的轴向有一个夹角， 以便于能够较好地保证轴承和轴颈的同心度），因此，取45°的夹角。为了使铁皮能够“抱紧”轴颈，铁皮的长度要比轴颈的周长小2～5 mm（我们取铁皮的长度为370 mm）；为了避免铁皮影响锁紧螺母固定轴承， 铁皮的宽度要比轴承宽度小1～3mm，轴承的宽度是58mm（我们取铁皮宽度为56mm）；为了便于安装轴承，铁皮的四角不宜有直角，我们做了5mm 的圆角过渡（如图1 所示）。

铁皮要求平整，铁皮四边的剪切棱沿要用砂轮或平板锉进行修正，消除棱沿。

图1

最后，把铁皮卷成一个开口圆圈，圆圈的接头必须对正，不能卷斜，铁皮圆圈接头的示意图如图2 所示。

图2

4.4 涂抹胶粘剂

采用“哥俩好”胶粘剂粘接轴颈与铁皮。先将胶粘剂的 A、B 两种组合， 按照 1：1 的等份倒在干净的玻璃上搅拌均匀，再用干净的纸板把胶粘剂均匀地涂抹在磨损的轴颈表面；然后，迅速地将铁皮圈套在轴颈上， 铁皮圈的端面要紧接轴套，并与主轴的端面平行；最后，用细铁丝捆着铁皮圈轧紧。

4.5 修正轴颈

待铁皮圈粘接30min 后（胶粘剂达到最大强度的时间为30min）， 松开并去除轧紧在铁皮圈上的细铁丝， 把轴承套在主轴的锁紧螺纹处，松开手动葫芦放下主轴， 轴承放到下轴承室内，让轴承担着主轴。

把磁性百分表表座固定在轴承室的上端面上，用手慢慢地转动主轴，用百分表测量轴颈的径向偏差，并用千分尺测量轴颈的直径。

最后， 根据百分表和千分尺测量的数据，用平板锉修正轴颈，修正后再测量、再修正。如此反复几遍， 直到轴颈的直径达到φ120mm+（0.05～0.10）mm 的范围， 并且其径向偏差控制在0.05mm 以内。

4.6 清洗与检查

用手动葫芦把主轴稍微吊起，拆下轴承。

由于在修正轴颈的过程中会产生大量的铁屑，所以，必须将主轴、轴承室和轴承等部件再一次进行清洗和检查， 把铁屑和杂物清理干净，最后用丙酮清洗一遍轴颈。

4.7 安装

根据检查的情况， 如果滚道及滚柱上有麻点、裂纹等缺陷（或者间隙太大），就需要更换轴承。

用水浴的方式把轴承加热至100℃并保温2h 后，迅速地把轴承安装到轴颈上；紧固锁紧螺母，在锁紧螺母与轴承间没有残余间隙后，锁紧锁片；检查轴承室与轴承的间隙，安装轴承室上盖，装好对轮、电动机和对轮销并紧固各个螺栓。

4.8 试运行

待各部件安装完毕后， 给轴承室加上润滑油，对风机进行一次全面的检查。 在保证无任何问题的前提下，开始试运行。

在试运行过程中， 注意检查轴承的振动、温度和声音，以及电动机和风机的状况。

5 使用效果

采用“哥俩好” 粘接铁皮现场应急修复风机主轴后，风机已安全运行了几个月，技术状况稳定。

该方法工艺简单，操作方便，可以现场操作，基本上不需要特殊的检修设备，解决了我厂大型风机主轴轴颈严重磨损现场应急修复的难题，保证了生产的正常运行。该方法也适用于其它机械传动系统中轴颈严重磨损的现场应急修复。