CN103418984A - 一种水轮机轴承档位磨损的修复工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水轮机轴承档位磨损的修复工艺，在水轮机轴承档位磨损部位镶套不锈钢套。其步骤为：第一步，制作不锈钢套；第二步，不锈钢套的焊接；第三步，镶套焊接完后，在不锈钢套四周钻φ6～φ8的孔，对所有的孔进行铆焊；第四步，对镶套、焊补完的轴套，进行车削加工。本发明采用不锈钢材料替代轴档位面，有如下优点：首先，不锈钢材料能满足轴档位面的硬度要求；其次，光洁度能够得到保证；第三，易进行各种金加工；第四，成本低；第五，质量可靠。从而使水轮机轴承档位能正常使用，避免轴承跑内圈的现象发生。

Description

一种水轮机轴承档位磨损的修复工艺

 

技术领域

本发明涉及一种水轮机轴承档位磨损的修复工艺。

背景技术

小型水轮发电机一般都采用滚动轴承，作为转动部分与固定部件的耦合支撑。轴承本身属于易损件，正常使用寿命为10000～20000小时，在更换轴承过程中，主轴的轴承档位也会产生磨损，尤其是采用不规范的轴承拆装工艺，使得轴承档位磨损过大，造成轴承档位与轴承内圈产生相对运动，即通常所说的“轴承跑内圈”，尤其是水轮机轴与轴承，跑内圈的故障比较常见。这是因为：一、更换保养不及时；二、有不稳定的轴向水推力；三、水轮机轴部分浸在水中，轴与轴承存在一定的温差，热胀冷缩原因。

轴承跑内圈，会引起轴承温度升高，继而损坏轴承。要解决这类缺陷，只能修复轴承档位，因为市场上的轴承是统一标准的。传统的修复方法采用更换主轴或对轴承档位进行电焊堆补车削，这两种修复方法均有很大的缺陷。换轴：修复时间长，经济损失大。电焊堆补：在热应力作用下，轴容易变形，稍不留神，轴就报废。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种易加工、成本低且质量可靠的水轮机轴承档位磨损的修复工艺。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明水轮机轴承档位磨损的修复工艺为，在水轮机轴承档位磨损部位镶套不锈钢套，其步骤为：

第一步，制作不锈钢套；不锈钢套在镶套前，先对不锈钢套的内外表面进行车削加工，加工完后再切割成两半，在切割成两半前，先将不锈钢套在预切割方向进行一定量的压扁，即预制成椭圆型，待切割开后，在应力作用下，刚好是两个正半圆； 

预压的计算公式为：△H=φ/25×K，

式中：△H为预压量高度，Φ为不锈钢套内径，K为修正系数，根据不锈钢套的壁厚和材料硬度取值，取1～1.3；

同时，在加工不锈钢套内圈时，不锈钢套内圈的内径与轴档位的配合公差适当，不锈钢内圈的过盈量控制在轴径的万分之二～万分之三；

第二步，不锈钢套的焊接；车削加工完的不锈钢套，压制成椭圆后，再沿椭圆的短轴方向，采用线切割工艺切开，再将不锈钢套的待焊接面铣成V型陂口，再将两半不锈钢圈放入烘箱内加热到150℃，再用专用卡具将两半不锈钢套固定在水轮机轴承档位上进行焊接；

第三步，镶套焊接完后，在不锈钢套四周钻φ6～φ8的孔，用于固定焊接；孔深：进入轴面2～3mm；孔口需呈喇叭口型；钻孔数量：以轴向间距5cm，弧长间距3cm，均匀排列；孔钻完后，对所有的孔进行铆焊；

第四步，对镶套、焊补完的不锈钢套，按尺寸要求，进行车削加工，光洁度符合要求；加工完后不锈钢套剩余厚度不小于2mm。

不锈钢套镶套到轴承档位外表后，有三个技术要点：①不锈钢套与轴应紧配，不得有丝毫间隙；②不锈钢套表面光洁度应满足轴档位的要求；③不锈钢套的表面硬度要适中。要满足以上三个技术要求，就得从不锈钢套的加工和焊接工艺中，进行技术控制，这也是水轮机轴轴承档位磨损不锈钢镶套修复工艺中的核心技术。采用不锈钢材料替代轴档位面具有以下优点：首先，不锈钢材料能满足轴档位面的硬度要求；其次，光洁度能够得到保证；第三，易进行各种金加工；第四，成本低；第五，质量可靠。

本发明的有益效果是：易加工，成本低，质量可靠，使水轮机轴承档位能正常使用，避免轴承跑内圈的现象发生。

附图说明

图1是本发明中不锈钢套的一种立体结构示意图。

图2是本发明中镶套完成后的大轴的结构示意图。

图中1.V型焊缝，2.铆焊孔，3.大轴，4.不锈钢套。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种水轮机轴承档位磨损的修复工艺为，在水轮机轴承档位磨损部位镶套不锈钢套，其步骤为：

第一步，制作不锈钢套；不锈钢套在镶套前，先对不锈钢套的内外表面进行车削加工，加工完后再切割成两半，在切割成两半前，先将不锈钢套在预切割方向进行一定量的压扁，即预制成椭圆型，待切割开后，在应力作用下，刚好是两个正半圆； 

预压的计算公式为：△H=φ/25×K，

式中：△H为预压量高度，Φ为不锈钢套内径，K为修正系数，根据不锈钢套的壁厚和材料硬度取值，取1.2；

同时，在加工不锈钢套内圈时，不锈钢套内圈的内径与轴档位的配合公差适当，不锈钢内圈的过盈量控制在轴径的万分之二；

第二步，不锈钢套的焊接；车削加工完的不锈钢套，压制成椭圆后，再沿椭圆的短轴方向，采用线切割工艺切开，再将不锈钢套的待焊接面铣成V型陂口，再将两半不锈钢圈放入烘箱内加热到150℃，再用专用卡具将两半不锈钢套固定在水轮机轴承档位上进行焊接；

第三步，镶套焊接完后，在不锈钢套四周钻φ8的孔，用于固定焊接；孔深：进入轴面3mm；孔口需呈喇叭口型；钻孔数量：以轴向间距5cm，弧长间距3cm，均匀排列；孔钻完后，对所有的孔进行铆焊；

第四步，对镶套、焊补完的不锈钢套，按尺寸要求，进行车削加工，光洁度符合要求；加工完后不锈钢套剩余厚度不小于2mm。

不锈钢套在镶套前，内外表面都需车削加工，就必须采用不锈钢管来加工，加工完后再切割成两半。在切割成两半时，由于应力作用，两瓣半圆不锈钢套会沿切割面方向扩张，也就是说不是严格意义上的半圆，是无法做到与轴面紧配的，通过本发明的加工方法，解决了由钢应力引起的钢圈变形问题，可达到紧配的目的。

本发明用不锈钢材料替代轴承档位面。首先，不锈钢材料能满足轴档位面的硬度要求；其次，光洁度能够得到保证；第三，易进行各种金加工；第四，成本低；第五，质量可靠。为保证不锈钢套与轴的整体性，本发明创新了三道工艺。第一，不锈钢套的椭圆型预制工艺；第二，钢套的热态焊接工艺；第三，铆焊工艺。

经过本发明的修复工艺后，如图1、图2所示，在水轮机大轴3的磨损部位镶套有不锈钢套4，不锈钢套上有V型焊缝1和铆焊孔2。

Claims (1)

1.一种水轮机轴承档位磨损的修复工艺，其特征在于在水轮机轴承档位磨损部位镶套不锈钢套，其步骤为：

第一步，制作不锈钢套；不锈钢套在镶套前，先对不锈钢套的内外表面进行车削加工，加工完后再切割成两半，在切割成两半前，先将不锈钢套在预切割方向进行一定量的压扁，即预制成椭圆型，待切割开后，在应力作用下，刚好是两个正半圆； 

预压的计算公式为：△H=φ/25×K，

式中：△H为预压量高度，Φ为不锈钢套内径，K为修正系数，根据不锈钢套的壁厚和材料硬度取值，取1～1.3；

同时，在加工不锈钢套内圈时，不锈钢套内圈的内径与轴档位的配合公差适当，不锈钢内圈的过盈量控制在轴径的万分之二～万分之三；

第二步，不锈钢套的焊接；车削加工完的不锈钢套，压制成椭圆后，再沿椭圆的短轴方向，采用线切割工艺切开，再将不锈钢套的待焊接面铣成V型陂口，再将两半不锈钢圈放入烘箱内加热到150℃，再用专用卡具将两半不锈钢套固定在水轮机轴承档位上进行焊接；

第三步，镶套焊接完后，在不锈钢套四周钻φ6～φ8的孔，用于固定焊接；孔深：进入轴面2～3mm；孔口需呈喇叭口型；钻孔数量：以轴向间距5cm，弧长间距3cm，均匀排列；孔钻完后，对所有的孔进行铆焊；

第四步，对镶套、焊补完的不锈钢套，按尺寸要求，进行车削加工，光洁度符合要求；加工完后不锈钢套剩余厚度不小于2mm。

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