进口磨煤机变速箱高速轴断裂修复
球磨机焊接修复端盖裂纹的一例
球磨机焊接修复端盖裂纹的一例某发电厂3号机组锅炉为原苏联生产的THE22l/C系列HE670/140型锅炉，配有2台7T[BM370/850型钢球磨煤机。
磨煤机的出人口端盖和大罐焊为一体，如图l所示。
端盖直径为3500mm，端盖中部带有空心轴，简体用两端的空心轴支撑在2个下端为球面支撑面的大瓦上，大罐空心轴外径2000mm，球面瓦宽700mm,端盖内壁衬有波浪形钢瓦，端盖与轴瓦之间用M45x230mm螺栓连接。
端盖最大厚度为120mm，材质为ZG35。
某次该炉的4l号磨煤机停运时发现人口端盖空心轴根部的圆周方向螺孔与螺孔之间产生裂纹，裂纹总长度约2.8m，占空心轴根部圆周长度的40％。
为了防止裂纹继续扩展，导致空心轴根部断裂而损坏磨煤机，该厂决定在现场不拆卸端盖进行端盖裂纹的焊接修复。
进行焊接修复时，拆下钢瓦后发现人口端盖的内外壁已裂透，内壁裂纹长约1.8m.(1)该球磨机端盖为ZG35中碳钢铸件，结构庞大(直径3500mm厚度120mm)，拘束度大，淬硬倾向高，易产生冷裂纹。
(2)端盖与大罐焊为一体，属动载结构。
要求焊接修复区域不仅有足够的静载强度而且要具有一定的抗低周疲劳性能，以满足端盖动载荷的要求。
(3)端盖为转动部件，焊接时必须防止发生轴向串动和径向振动，并应严格控制焊接修复后的焊接变形量。
对于大型铸钢部件裂纹的修复，传统的加工坡口方法是采用碳弧气刨消除裂纹和开制坡口，用该方法加工的坡口渗碳层厚度较大，给坡口的打磨工作带来很大困难，同时碳当量的提高使焊接性能降低，这样既降低了生产效率，又影响端盖裂纹焊接修复质量川。
因此，本次焊接修复工作采用G0l—300型专业氧—乙炔气刨(以下简称专用气刨)代替碳弧气刨刨除裂纹和开制坡口。
这样可以减少氧化渣量，避免渗碳层的出现，省略了打磨工序和焊前端盖预热工序，大大提高了生产效率。
为了降低端盖裂纹焊接修复后的变形量，应采用XStu形坡口，如图2所示。
采用多层多道焊和分段跳焊法，焊后用专用气动风铲跟踪锤击焊缝，进行热处理并且在热态下低速转动球磨机。
火力发电厂钢球磨煤机减速机高速轴断裂案例分析
火力发电厂钢球磨煤机减速机高速轴断裂案例分析我公司磨煤机为济南重工生产的MG-2947型钢球磨煤机，筒体转速19.8转\分钟、最大装球量35吨、出力16吨\小时、电机功率560千瓦、转速990转\分钟、电压6千伏、减速机中心距500、传动比6.3。
一、事件发生经过2019 年10月25日00:30分，机炉室人员发现#6炉区域存在振动大情况，立即对#6炉区域进行检查，发现#6炉#3磨煤机减速机轴承处有异音，并从轴承连接处甩火星，立即联系监盘人员#6炉#3磨煤机紧急停运，并汇报值长，就地检查发现#6炉#3磨煤机减速机高速轴断裂、高速轴输入端轴承磨损严重、减速机与电机连接联轴器外环移位，柱销扭坏、电机西北角地脚螺栓松动，下部垫片脱出。
二、原因分析1、8月31日#6炉#3磨减速机解体检查，发现轴承滚动体损坏，更换轴承4盘（32326*2盘、32244*2盘）。
6#炉3#磨煤机检修结束后于9月18日21:30分启动，间断运行170h后于9月26日出现联轴器柱销损坏、掉落轴销碎屑情况，后经检修人员经复查中心发现：联轴器找正中心数据偏差大（18S以上）并进行调整。
调整运行后150h后于10月2日10:29分再次出现联轴器柱销损坏、掉落轴销碎屑情况，更换后于10月7日启动9:13分启动（未复查中心），运行410h后于2019 年10月25日00:30分出现减速机高速轴损坏，设备被迫停运。
原因分析：联轴器找正中心数据偏差大、导致轴同心度差，联轴器处柱销在剪切力作用下损坏，联轴器处松动，联轴器为挠性联轴器且设备自身较重，设备不同心缺陷并未以振动大异常完全体现，容知在线自动测振系统未检测出异常，导致高速轴以输入端轴承作为支撑点，长期承受较大径向弯曲载荷作用产生疲劳裂纹（断轴表面呈现典型疲劳贝状纹），并导致轴承发生损坏（内、外圈，滚动体均发生损坏,非输入端轴承未损坏），最终导致轴断裂。
轴承内外圈、滚动体均发生研磨损坏情况2、该轴材料为18CrNiMo7-6，该材料具有较高的抗弯强度、接触疲劳强度，同时耐磨性和硬度也比较高，综合性能高，但热处理工艺要求较高，经与磨煤机减速机厂家进行交流，该厂无减速机轴相关参数检测设备（硬度、金相等），相关热处理后后材料组织变化、是否达标只能进行经验判定，设备出厂时轴存在热处理和制造缺陷，此类缺陷极易导致轴力学性能达不到要求，轴的抗疲劳降低，轴在外力破坏作用下无法满足使用要求（#6炉#3磨煤机减速机为济南重工更换减速机厂家后供货最早一台减速机，于2017年11月份安装投运，投运时间接近两年，不排除其他减速机轴存在类似缺陷）。
磨煤机高速轴堆焊修复
磨煤机高速轴的堆焊修复摘要：本文通过对磨煤机减速箱高速轴损害情况和材料焊接特性的分析，确定了高速轴堆焊及堆焊修复后通过机加工消除了弯曲变形的方案和措施，安装使用后，设备运转正常。
关键词：高速轴 45crnimova钢堆焊修复中图分类号：th132 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2012）09（b）-0115-02磨煤机是火力发电厂的锅炉系统的重要辅机设备之一，2010年12月，京能热电石热电厂1台制粉系统在正常运行中磨煤机减速箱高速轴轴承损坏，使得轴承、轴套与高速轴抱死，在使用火焰切割方法取下轴套和轴承，检查发现高速轴表面有局部的沟槽，对高速轴弯曲测量发现弯曲最大值在长轴套位置，最大弯曲量86丝。
由于磨煤机减速箱高速轴无事故备件，且加工新轴或购买新轴需要很长的周期，为尽快使设备恢复运行，我们采取对旧轴堆焊修复、机加工消除弯曲变形的方法进行处理，并安装使用，运行至今状况良好。
1 问题描述高速轴轴承损坏，使得轴承的内套与高速轴抱死，只能使用火焰切割方法取下轴套和轴承，切割完成后检查发现高速轴在轴承位置表面有局部的大的沟槽二处，一处50mm×80mm×25mm，一处为30mm ×40mm×30mm，对高速轴弯曲测量发现弯曲最大值在中间长轴套位置，最大弯曲量86丝；高速轴伞形齿没有问题。
减速箱高速轴通过联轴器与电机相连接，电机功率为1540kw，转速993r/min。
磨煤机减速箱高速轴直径：支撑轴承位置∮150mm，轴套位置∮135mm，推力轴承位置∮130mm；长度：960mm，材质：45crnimova。
2 高速轴材料特性及焊接性分析45crnimova为低合金超高强度钢，在淬火、低温（或中温）回火后使用，主要用作飞机发动曲轴，大梁，起落架，压力容器和中、小型火箭壳体等高强度结构零部件，在重型机械中用作重负荷的扭力轴、减速箱轴、磨擦离合器轴等。
磨煤机拉杆断裂原因的探讨
磨煤机拉杆断裂原因的探讨2015年5月6日05时24分，#1锅炉磨煤机C加载油压瞬间由12.18Mpa 降至2.65Mpa，随后迅速恢复至12Mpa，同一时间段电流瞬间由206A波动至143A后恢复至192A。
06时50分#1炉C磨煤机电流波动范围较大，06时56分巡检发现磨煤机减速机顶部输出盘迷宫密封处冒烟且有油漏出，输出盘下部#3拉杆方向机壳处温度接近200℃，停止磨煤机C运行。
2015年5月7日更换新减速机后，发现该磨煤机#3拉杆上升下降均不动作，打开拉杆密封盒发现#3拉杆脆性断裂，断裂部位在拉杆与压架关节轴承接触平面内拉杆的变截面处。
1 断口分析经过对断口断面的分析，认为拉杆破坏的主要原因是疲劳断裂。
因为断口符合下列特征：1.1 疲劳断裂时并没有明显的宏观塑性变形，断裂前没有预兆，而是突然破坏；1.2 引起疲勞断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；1.3 疲劳破坏的宏观断口由两部分组成，即疲劳裂纹的策源地及扩展区（光滑部分）和最后断裂区（粗糙部分）。
断面边缘有较浅伤痕裂纹，断口粗糙。
分析认为当拉杆出现伤痕后，构件就发生断裂，说明构件在交变应力作用下处于强度极限状态下，稍有冲击即发生断裂。
以下即为断口图片。
2 拉杆材料力学分析通过分析拉杆图纸得知，拉杆的断裂部位在拉杆与压架关节轴承接触平面内拉杆的变截面处，分析拉杆的受力情况可知，拉杆断口处没有一对平行且方向相反的剪切力的存在，所以拉杆未受到剪切作用。
在断口处拉杆只受到加载装置对拉杆的拉伸作用，由于加载油压的作用及煤层厚度的变化，拉杆受到交变应力的作用，断口处最大拉应力12.181252/0.072=38.8Mpa（其中0.125是加载油缸活塞直径，0.07是拉杆断口处的直径，单位均为米。
）下图是拉杆简图及受力分析图：3 断口截面拉杆应力校核查合金钢许用拉伸应力为合金钢=230MPa，但因为该拉杆受交变应力作用，要确定校核系数，为尺寸系数：试验表明，疲劳极限将随构件尺寸的增大而降低。
煤磨主减速机高速轴断裂的分析和处理
煤磨主减速机高速轴断裂的分析和处理摘要：我国经济水平和我国煤矿行业的快速发展，煤矿产业中常见的皮带运输机在实际使用时会发生故障，如减速机输入轴断裂，这种故障是煤矿用皮带机故障中最常见也是最严重的故障，对煤矿开采人员的生命安全有严重影响。
在煤矿作业时，导致减速机断轴的因素较多，为此，需结合煤矿设施情况与皮带机的应用实践，进行断轴原因的分析，并采取改进措施，降低减速机断轴问题的发生几率。
关键词：减速机；高速轴；断裂；过盈对接引言减速机是一种由封闭在刚性壳体内的蜗杆传动、齿轮传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件。
减速机是一种相对精密的机械，常作为原动件与工作机之间的减速传动装置。
一般说来，减速机在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，使用它可以降低转速，增加转矩。
按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同进轴式减速机；按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿厂轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥－圆柱齿引轮减速机。
1减速机概述减速机是煤矿生产中最重要的设备，从某种程度上来说，减速机的运行状况直接影响着煤矿生产的稳定性与安全性，如果减速机运行中出现各种故障或者其他问题，将直接影响着煤矿生产的运行状况，进而威胁着人们的生命财产安全。
具体来说，减速机指的是一种以多种形式的将能源转化成电能的机械设备，在当前社会中，减速机被广泛应用到各个行业中，比如农业生产建设、国防、科技以及日常生活中。
减速机的内部结构十分复杂，主要是由原动机、压缩机机以及其他动力机械驱动组成的，其工作原理主要是根据电磁力和电力感应定理，借助对空气施加压力来提升气体的运行速度，并且通过导电材料和电磁感应进行电路和磁路的相互交换，以此达到能源转换，满足不同领域的需求。
伴随着空气动力学研究的不断深化以及科学技术的不断发展，减速机的应用范围进一步扩大，减速机能够将气体沿着一定方向流向叶轮的压缩机当中，总之，减速机是一种转换能量与压力的一种机械设备，因此，探究减速机的断齿原因以及检修管理具有现实意义。
某火电厂磨煤机高速轴断裂失效分析及预防措施
淬透 ， 在切变成马氏体体积膨胀的同时， 又受到未转变 心部组织的拉应力． ． 表层马氏体转变产生的应力（ 膨
胀） 变成心部的纵 向拉应力 ， 应力在轴横截面 向心方 向
和离心方向的力达到平衡 ， 表面是压应力， 心部是拉应
．
２１ ．
量增大 ， 时高温 奥氏体 向马氏体转变 ， 淬火 增大 了马氏 体 体心立 方点阵 畸变 ， 的表 面淬火层膨胀 量大 于非 轴 渗碳淬火层 。轴径尺寸较 大 ， 内部冷却不足 ， 完全 不能
析 。偏 析使 碳和 合金 元 素 含 量 不 均 ， 合金 元 素 较 在 高 的区域 ， 降低 了钢 的熔 点 ， 正 常 温度 下 淬 火 ， 在 也 会 出现过热 或过 烧 ， 织粗 大 ， 组 强烈 的降低 了钢 的力 学 性能 ， 高 了淬 火开 裂 敏 感 性 。偏 析 造成 带 状 组 提 织 和 晶粒不 均匀 ， 金属材 料力 学性 能变 的不均 匀 ， 使
也 可能 成为 裂纹 源 。
大 量 的非 金 属 夹 杂物 存 在 于钢 中 ， 严重 降低 钢 的力学 性能 及使 用 性 能 ， 其 是 降低 钢 的塑 性 与 冲 尤
击 韧性 。
依据上述金相检测 ， 轴经过 整体渗 碳 ＋ 火 ＋回 淬
火， 渗碳后表层碳含 量增加 ， 热处理转 变过程 中碳 固溶
３ 金 相 分 析
从 断 裂 轴不 同区域 位 置 选取 截 面 ， 面经 过 常 截 规 机械 制样 ， 学 抛 光 ，％ Ｈ Ｏ 化 ４ Ｎ 酒 精 擦 蚀 。不 同
截 面 的金相 照片 如 图 ２和 图 ３所示 。 轴 带状 组织 及偏 析 较 严 重 ， 明轴 的锻造 比不 说 足， 没起 到 均匀组 织 、 碎及 分散 夹杂 物 的作用 。没 破 有 经过 良好 的 热 处 理 来 改 善 或 消 除带 状 组 织 及 偏
为什么球磨机轴修复不再用补焊工艺？
为什么球磨机轴修复不再用补焊工艺？关键词：球磨机轴修复，球磨机轴磨损修复，补焊技术工艺，在线快速修复，索雷工业球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。
该设备常见的故障问题之一就是球磨机轴磨损问题。
那么如何快速修复球磨机轴磨损呢？以前企业可能会选择补焊工艺，现在为什么不用了呢？因为传统的补焊工艺会对轴造成造成热应力集中，轴表面出现微小裂纹，轴承位的材料出现组织变化，退火等等不良因素，使轴本身发生弯曲变形，失去原有的韧性强度。
其中热应力集中，微小裂纹会对轴后期使用过程中带来巨大的安全隐患，很多重要设备的轴经过补焊后均发生了弯曲或者断裂。
所以重要设备的轴，尤其是高速轴或者重载荷轴均不会采取焊接工艺处理。
那么针对球磨机轴修复问题，推荐使用索雷碳纳米聚合物材料技术，为什么？索雷碳纳米聚合物材料修复技术是利用碳纳米聚合物材料特有的性能和针对性的修复工艺，实现各种轴类磨损问题的快速修复。
该材料类似一种冷焊技术，在线修复过程中不会产生高温，很好的保护设备本体不受损伤，且修复过程中不受轴单边磨损量的限制。
其优点是粘结力好，良好的抗压性能、抗磨损性能及具备金属所具有的弹性变形等综合力学性能，碳纳米聚合物材料使用过程中不会产生金属疲劳磨损，在设备正常维护保养的前提下，其修复后使用寿命甚至高于新部件的使用寿命。
欣赏一下索雷碳纳米聚合物材料技术是如何完成球磨机轴修复全过程的吧！案例如下：某企业球磨机进料口一侧为一整圆单列圆柱辊子轴承，轴承位宽度约220mm，出料口一侧为半圆刨分式单列圆柱辊子轴承，轴承位宽度380mm。
空心轴表面镶嵌安装两个半圆锥度轴套，1:30锥，小颈直径为2000mm，材质轴承钢，轴承安装于半圆套的外表面。
其中进料口一侧表面表面深度约0.2mm，出料口一侧表面磨损深度0.6mm以上。
由于半圆套表面磨损，导致轴承内圈转动，运行温度升高，轴向窜动严重，无法使用。
结语索雷(SoLid)工业是一家集新材料研发、生产、服务为一体的现代化高科技服务型制造企业，自成立伊始即以设备管理与运维为核心，以重建运维生态为理念，以打造智能化工业运维服务为目标，依托新材料、新技术、新服务为用户提供全新的运维服务和设备问题解决方案，助力制造业提质增效。
煤磨主减速机高速轴断裂的分析和处理
1 断裂原因分析从齿轴断面痕迹来看（见图1），大部分是早期裂纹，高速轴已至疲劳状态。
该齿轴在运行过程中长期承受较大的径向力，导致齿轴断面位置在旋转过程中承受交变载荷较大，造成断裂。
查该高速齿轮轴材质为20CrMnMo，抗拉强度1 180 MPa，下屈服点885 MPa，冲击吸收功（Aku2）≥55 J。
而咨询国内大型减速机生产厂家，高速轴均选用17CrNiMo6材质，其综合机械性能优于前者很多，优点主要表现在韧性和硬度两方面。
因此可以推测齿轴的材料性能不足也是断裂的一个因素。
图1 齿轴断面痕迹2 焊接性能及焊缝强度分析2.1 焊接性能分析该齿轴的材质20CrMnMo，是一种高强度的高级渗碳钢，塑性及韧性稍低，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度、抗弯强度、耐磨性能。
化学成分见表1，力学性能见表2。
表1 20CrMnMo化学成分%表2 20CrMnMo力学性能对20CrMnMo的焊接性进行分析，其碳当量及冷裂纹敏感性：说明20CrMnMo钢的淬硬倾向较大，易产生冷裂纹。
热裂纹敏感性：说明20CrMnMo钢焊接时产生热裂纹倾向较大。
通过以上计算分析，可知20CrMnMo钢焊接性能比较差，容易产生冷裂纹、热裂纹等缺陷，需要焊前预热，焊后退火处理。
该减速机输入功率560 kW，高速轴扭矩较大，为防止焊接缺陷造成二次损伤，保证焊接质量和使用寿命，采用局部中频加热（温度控制在600 ℃）退火，消除焊后裂纹及内应力，提高机械性能。
2.2 焊材及焊接方法选用新轴采用45#钢，将其和齿轴（20CrMnMo）的焊接性能进行评价分析。
为保证焊接强度，提高热影响区和焊缝的韧性，防止冷裂纹、热裂纹、再热裂纹的产生，选用J507低氢钠型碱性药皮焊条，其具有优良的塑性、韧性及抗裂性能。
采用手工直流反接，全位置焊的焊接方法。
2.3 焊缝扭矩及剪切应力分析设备主要参数：电机功率560 kW，输入转速990 r/min，输出转速34 r/min，速比29.12。
磨煤机故障应急预案
磨煤机故障应急预案简介磨煤机是在燃煤发电厂中用来粉碎煤炭的设备，它的功能是将煤炭破碎成粉末形式以提高燃烧效率。
但是，由于磨煤机的使用频率较高，故障的出现也就不可避免。
本文将介绍常见的磨煤机故障及相应的应急预案。
常见故障及应急预案1. 破杆破杆是磨煤机中常见的故障之一，指主齿轮轴断裂或者是轴承磨损而导致的齿轮组破裂。
遇到此类故障时，需要立即停机并采取以下措施：•通知维修人员进行现场检查和维修•拆卸受损的齿轮组•对轴承进行更换和维修2. 排风机故障排风机是磨煤机中必不可少的设备，它的主要功能是将粉煤气体排放出磨煤机。
如果排风机出现故障，就需要立即进行检修和维修。
遇到排风机故障时，应采取以下措施：•立即将磨煤机停机•通知相关维修人员进行检查和维修•如果发现故障无法解决，可以考虑更换排风机3. 齿轮传动故障齿轮传动故障指的是磨煤机的齿轮传动发生异常。
一般情况下，这种故障是由于齿轮组的润滑不良或者是齿轮磨损所引起的。
当发现齿轮传动故障时，需要立即采取以下措施：•停止磨煤机的运行•检查齿轮组装配是否正确•如果齿轮磨损严重，则需要及时更换4. 电机故障电机是磨煤机的核心部件之一，如果电机出现故障，会导致整个磨煤机不能正常工作。
电机故障常常是由于电机过载或者是电源电压不稳定所引起。
当遇到电机故障时，需要采取以下措施：•停止磨煤机的运行•检查电机是否过载•检查电源电压是否稳定•若故障无法修复，则考虑更换电机总结磨煤机故障是燃煤发电厂中常见的故障之一，如果处理不当将会对生产工作产生不良影响。
当遇到磨煤机故障时，我们应当及时停机并采取相应的应急预案，以确保生产工作的正常运行。
以上是磨煤机故障的一些常见应急预案，希望能对燃煤发电厂的工作人员提供一些参考帮助。
磨煤机高速轴的堆焊修复
磨煤机高速轴的堆焊修复摘要:本文通过对磨煤机减速箱高速轴损害情况和材料焊接特性的分析，确定了高速轴堆焊及堆焊修复后通过机加工消除了弯曲变形的方案和措施, 安装使用后，设备运转正常。
关键词:高速轴45CrNiMoV A钢堆焊修复引言：磨煤机是火力发电厂的锅炉系统的重要辅机设备之一，2010年12月，京能热电石热电厂1台制粉系统在正常运行中磨煤机减速箱高速轴轴承损坏，使得轴承、轴套与高速轴抱死，在使用火焰切割方法取下轴套和轴承，检查发现高速轴表面有局部的沟槽，对高速轴弯曲测量发现弯曲最大值在长轴套位置，最大弯曲量86丝。
由于磨煤机减速箱高速轴无事故备件，且加工新轴或购买新轴需要很长的周期, 为尽快使设备恢复运行, 我们采取对旧轴堆焊修复、机加工消除弯曲变形的方法进行处理，并安装使用, 运行至今状况良好。
1 问题描述高速轴轴承损坏，使得轴承的内套与高速轴抱死，只能使用火焰切割方法取下轴套和轴承，切割完成后检查发现高速轴在轴承位置表面有局部的大的沟槽二处，一处50*80*25mm,一处为30*40*30mm，对高速轴弯曲测量发现弯曲最大值在中间长轴套位置，最大弯曲量86丝；高速轴伞形齿没有问题。
减速箱高速轴通过联轴器与电机相连接, 电机功率为1 540 kW, 转速993 r/ min。
磨煤机减速箱高速轴直径：支撑轴承位置∮150 mm ，轴套位置∮135 mm ，推力轴承位置∮130mm ；长度：960 mm ，材质：45CrNiMoV A。
2 高速轴材料特性及焊接性分析45CrNiMoV A为低合金超高强度钢，在淬火、低温（或中温）回火后使用，主要用作飞机发动曲轴，大梁，起落架，压力容器和中、小型火箭壳体等高强度结构零部件，在重型机械中用作重负荷的扭力轴、减速箱轴、磨擦离合器轴等。
45CrNiMoV A钢化学成分和常温力学性能见表1、2。
焊接冷裂纹敏感性分析，Ceq=C+(Mn/6)+{(Cr+Mo+V)/5}+(Ni+Cu)/15=0.836～1.08;45CrNiMoV A 钢的淬硬倾向较大, 易产生冷裂纹。
磨煤机高速轴的堆焊修复
ｆ １ ｝ 度 ： ， 质 １ ０ Ｔ 长 ３ ｍ Ｉ ９６０ｍ ｍ 材
４ Ｎｉ ｏ Ａ 。 ５Ｃｒ Ｍ Ｖ
焊 性 较 差 ， 接 过 程 中容 易产 生 冷 裂纹 、 焊 热 裂 纹 和 再 热 裂 纹 等 缺 陷 。 规 焊 接 时 要 求 常 进 行焊 前 预 热 和 焊后 热 处 理 消 除应 力 。
重 型 机 械 中用 作 重
４ Ｃｒ Ｍ ｏ ５ Ｎｉ ＶＡ钢 化 学 成 分和 常温 力学
高速 轴 修 复 使 用 焊 接 修 复 ， 接 使 用 焊 氩 弧焊 接 ， 接 前低 温 预 热 ， 后进 行 保 温 焊 焊 缓 冷处 理 。 后 不进 行 热 处 理 。 复 后 测 量 焊 修 弯 曲 ， 斜 锥 齿 圆 面 和 内端 面 为 基 准 找 正 以 进 行 机 加 工 消 除 弯 曲变 形 。
Ｓｃ ｅｎｃ ｉ ｅ ａｎ Ｔｅ ｄ ｃｈｎ ｏｇｙ ｎ ｏｌ Ｉ ｎｏｖａｔｏｎ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
ｌ！ Ｑ
： ２
工 业 技 术
磨煤 机 高速 轴 的堆 焊 修 复 ①
宫 俊 峰
（ 北京 京能 热电股 份有 限公 司 北京 １ ０ ４ ） ０ ０ １
摘 要： 本文通过 对磨 煤机减速 箱高速轴 损害情 况和材料焊接 特性 的分析 ， 确定 了高速 轴堆焊及堆焊 修复 后通过机加 工消除 了弯 由变形 的 方案和措施 ， 安装使 用后 ， 设备 运转正常 。 关键 词 ： 高速 轴 ４ Ｃ Ｎｉ Ｖ ｒ Ｍｏ Ａ钢 堆焊 修复 ５ 中 图分 类号 ： Ｈ ２ Ｔ １ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ６ ４ ０ （ ０ ０ （ ） ０ １ － ２ １ ７ － ９ Ｘ ２ １ ） ９ ｂ－ １ ５ ０ ８ ２ 磨 煤 机 是 火 力 发 电 厂 的 锅 炉 系 统 的 重 要 辅 机 设 备 之 一 ， ０１ 年 １ ２ ０ ， 能 热 ２月 京
断轴的修复方案确定
断轴的修复方案确定机械装备在运行过程中，有些零件由于材质存在缺陷而造成零件失效，有些设备在使用过程中违规操造成零件失效，也有些零件由于设备机构某些零件功能失效，而未能及时排除造成设备功能失效，还有些是制造质量或疲劳而照成，常见传动轴断裂，使得机械整体功能失效。
它在一定程度上制约设备或装备正常操作，为此我们制定断轴修复方案和它的技术要求。
1.按轴扭转强度估算轴径:d mm接到问题后，唯一的已知条件是：传递功率P。
通过功率校核传动轴安全性，来确定断轴再接的最小轴径。
1）轴的转矩：T=P X 9500 X103/n NmmP--轴的传递功率（驱动电机功率）KWn--轴的转速 r/min2)轴的抗扭截面系数：W=πd3/16 mm3d--传递轴的直径 mm3)轴的扭剪应力τ MPaτ=T/W=P X 9500 X103 X 16/nπd3≤［τ］［τ］--轴的许用扭剪应力塑性材料：[τ]=(0.6～0.8)[σ]脆性材料：[τ]=(0.8～1.0)[σ]d≥(P X 9.5 X106 /0.2n[τ])1/3简单按扭转强度：d≥A(P /n)1/3简单按扭转刚度度：d≥B(P /n)1/3A、B--材料系数（与材料抗拉强度和轴许用扭转角度相关）机械设计手册（化工版）1.3轴的强度计算（5-19页）2.轴的配合长度确定L mm根据轴使用情况，初步确定轴（孔）的配合。
根据实际情况选择配合长度。
按经验，一般按取0.9--1.6轴径d。
在轴和孔进入端考虑应力集中、引入锥度和倒角。
3.轴的最小间隙δmin轴的实际传递转矩T（载荷）小于摩擦阻力矩M，保证轴在运行过程中不产生位移，不考虑轴的轴向载荷（可将轴向力视为零）。
M=πdLFμ·d/2≥TπdL--配合轴内孔面积F--轴内孔径向压力μ--材料摩擦系数（钢-钢采用温差法取0.1）F≥2T/πd2Lμ根据材料力学有关厚壁圆筒的计算理论，在径向压力为F时的过盈量为δδ=Fd(C1/E+C2/E) ×103E--分别为被包容件与包容件材料的弹性模量（2.1X105MPa）被包容件的刚性系数C1：C1=(d2+d12)/(d2-d12)-μ 1包容件的刚性系数C2：C2=(d22+d2)/(d22-d2)-μ 2d1、d2—分别为被包容件的内径和包容件的外径；μ1、μ2—分别为被包容件与包容件材料的泊松比（钢μ=0.3铸铁，μ=0.25）δmin=Fd(C1/E1+C2/E2) ×103=T(C1/E1+C2/E2)/0.157dL =P X 9500 X106(C1/E+C2/E)/0.157dLn经验公式：δmin=0.04Xd/25或H7/u6配合4.轴包容强度校核Pmax=δmax/d〔(C1+C2)/E)〕X103按材料屈服极限，包容件许用比压Pa=σs/(d22-d2)/2d22Pmax＜Pa注：实心轴在强度足够情况下可以不校核。
减速机高速轴断裂修复的探讨
减速机高速轴断裂修复的探讨发布时间：2023-02-02T01:55:46.400Z 来源：《中国科技信息》2022年9月第18期作者：姜振雄[导读] 减速机是最常用的装置之一，它与电机相连，输出端子必须与操作相连。
姜振雄国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司摘要：减速机是最常用的装置之一，它与电机相连，输出端子必须与操作相连。
本文客观分析了减速机日常维修过程中轴断裂的常见原因。
从根本上解决了轴断裂问题，确保了设备的安全性、经济性和运行稳定性，实现了经济增值。
关键词：减速机；高速轴；断裂；修复减速机用作电机与工作或执行电动机之间速度匹配和转矩移动的相对精确的机构。
它用于降低速度和增加转矩。
有各种各样的种类、不同的型号和用途。
转速低输出端，错误率低；连接的输入端电动机速度很快，因此高速特别高速轴的误差率很高。
一、减速机1.特征。
蜗轮蜗杆减速机主要具有反向自锁，减速比高，输入轴和输出轴不在同一轴上，并且具有不同的平面。
但是，总体积相当大，驱动效率不高且不准确。
谐波制动最受欢迎的谐波脉冲是通过用于运动和能量传输的柔性部件的弹性变形实现的，体积小，精度高。
但是缺点是柔轮的寿命有限，刚性对金属零件不敏感。
输入速度不能太高。
行星减速机的优点在于外形紧凑、间隙小、精度高、寿命长、扭矩高，但是价格有点太高了。
齿轮减速机传递扭矩大，是在模块化组件系统的基础上制造的，发动机部件、安装形式和结构情景较多，齿轮比分布密切，以满足不同的运行条件，实现发动机集成。
制动块效率高，能耗低，功能强大。
示波器是采用摆线针齿啮合行星传动原理的驱动模型，它是一种具有诸多优点的理想传动装置，具有多种功能。
2.范围。
减速机是机械驱动，在国民经济的许多领域属于齿轮、行星齿轮和蜗杆减速机类，以及专用传动，如增速、调速和柔性传动装置。
服务包括冶金、有色、煤、建筑材料、船只、水、电、技术设备和石化行业。
近几十年来，国家减速产业的发展，在国民经济和国防产业的各个领域都有着机械减速产品的广泛应用。
磨煤机齿轮裂纹的补焊工艺
验用经费 、 提高工作 效率 ， 诸多公 司就只填 写一份 报 告， 不做 相关 的检验 ， 因而其 焊 接工 艺 评 定 报告 是 不 可
信 的 ， 业指 导 书 中 的错 误 时 有 发 生 。有 的公 司 虽 工 作 艺评 定试 样 是有 规 定 的 ， 对 此 试 样 和处 理 的方 法 不 但 正 确 ， 将导 致 试 验 的 错 误 。 因此 必 须 加 大对 工 程 技 也 术 人员 培训力 度 ， 提高工 程 技 术人 员 的 业 务素 质 ， 确 对 实 不称职 的工 程技 术人 员要 坚 决 替换 ， 只有 如 此 ， 能 才
１ 焊 前 准备
１ １ 清 洗处 理 ．
２ １ 焊 接 主体材 料 的选择 ． 由于磨 煤机 的齿 轮在 运 行 当 中承 受 交 变 载 荷 ， 因
此 选择 抗裂 性较 好 、 敷 金属 强 度 较 高 的 Ａ ０ 熔 ４ ７焊 条作
该 齿轮较大 ， 关联 零件较 多 ， 了不影 响正 常生 产并 为 节省 时 间 ， 决定 在现场 修 复 。用 卷 扬机 或人 工 盘 车方 式
４ 效 果
３ 齿 面修 复
采用 上述 工 艺 ， 功 地 对 磨 煤 机 进 行 了修 复 。 自 成 ２０ ０６年运 行 至 今 效 果 良好 。原本 预 计 在 ２０ ０８年 大 修 、 时进行 更换 ， 由于各 项运 行 数 据正 常 ， 以决定 继 续 但 所 运行 ， 而 节省 了大量 生产 成本 。 从
做 １ 含 ５个 齿 牙 的 齿 形 模 板 ， 用 齿 形 模 板 和 个 利
管 道 焊 接 施 工 质 量 控 制 中 的 几 个 问 题
中原 油 田建设 集 团公 司（ 阳市 ４ ７ ０ ） 濮 ５ ０ １ 尚凡 玲 朱 国强
磨煤机轴颈严重损伤后的修复
磨煤机轴颈严重损伤后的修复1. 磨煤机轴颈的作用磨煤机轴颈是磨煤机重要的结构部件之一，主要负责承受磨煤机的转动负载，同时也是安装磨煤机辊子的支撑平台。
磨煤机轴颈要求具有足够的强度和刚度，能承受高负荷和高转速的要求，同时还要满足尽量减小机器震动和噪声的要求。
2. 磨煤机轴颈的损伤由于磨煤机轴颈处于磨煤机内部最重要的部位，长期受到来自各方面的负荷，因此，磨煤机轴颈容易发生损伤。
常见的磨煤机轴颈损伤形式主要有以下几种：•磨损：由于长时间运转和杂质的磨蚀，轴颈表面会逐渐磨损，失去光滑的表面。
•腐蚀：磨煤机工作环境恶劣，尤其是煤气中有一定的腐蚀性气体，轴颈表面容易出现腐蚀，导致表面粗糙，从而影响工作性能和寿命。
•疲劳：长期的负荷工作会将轴颈内部的机械性能削弱，轴颈容易弯曲和疲劳开裂。
3. 磨煤机轴颈的修复当轴颈损伤到一定程度时，需要及时进行修复。
对于轻微的磨损和腐蚀，通常可以通过打磨和电化学抛光的方法来修复。
但如果轴颈遭受严重的损伤，比如疲劳开裂，就需要通过更加专业的修复方法。
3.1 焊接对于磨煤机轴颈的极度损伤，一般使用焊接的方式来将轴颈修复。
焊接方法通常可以分为手工焊接、电弧焊、气体保护焊等。
一般来说，手工焊接适合于较小的轴颈或者非常薄的轴颈。
电弧焊和气体保护焊适合于较大的轴颈。
但是，焊接过程中会产生很高的温度，容易导致轴颈内部组织的结构发生变化，从而影响轴颈的性能和寿命。
因此，在焊接过程中，必须掌握好焊接温度的控制，并且采用适当的焊接材料，才能保证焊接的有效性和安全性。
3.2 换接对于完全损坏或者磨损、腐蚀严重的轴颈，换接是最好的修复方法。
轴颈更换应选择高质量、同型号的新轴颈，同时要求新轴颈尺寸允许范围内，要与其它辊子等配件配合。
轴颈更换应根据磨煤机的实际情况来进行，同时还需要进行正确的拆卸和装配，以避免对其它机器部件的影响和损坏。
4. 结论磨煤机轴颈是磨煤机内最重要的部位之一。
由于长期的负荷工作和恶劣的工作环境，轴颈很容易出现各种损伤。
磨煤机大齿轮裂纹分析与处理
磨煤机大齿轮裂纹分析与处理【摘要】通过对大齿轮裂纹进行分析，找到裂纹产生的原因，采用裂纹部位清除焊接修复及焊接加强筋的处理方法，使大齿轮恢复使用功能。
【关键词】大齿轮；轮幅；裂纹；分析；处理0.引言某火电厂2号锅炉型号为WG670/13.7-3，配套2台DTM380/720-Ⅲ磨煤机。
2014年4月12日锅炉运行中，检修人员对2A磨煤机大齿轮齿圈结合面螺栓紧固检查时，发现结合面与轮幅过渡处有贯穿性裂纹，裂纹长度分别为230mm、210mm，裂纹部位厚度约为70mm。
大齿轮材质为45号铸钢。
由于生产任务的需要，需要紧急处理，否则影响机组的经济运行，了解裂纹的产生原因及如何处理消除裂纹使磨煤机尽快投入运行，是非常迫切的。
裂纹部位如图1所示。
1.原因分析对裂纹缺陷的处理，必须找到其产生的原因，对产生裂纹的各项条件因素采取具有针对性的消除措施，使其应力低于裂纹临界应力值，才能有效地防止裂纹的再发生。
对于本次发生裂纹的大齿轮，只有把大齿轮拆除后才能进行较为彻底的原因分析及处理，拆除需要的工期长，约20天以上，并且处理过程中产生的变形更难于控制。
如何通过采用最简单的处理方法，而达到使设备能在短时间内安全运行，是我们所追求的。
由于生产任务原因无法解体拆除检查，只能通过裂纹的外观特征进行判断。
对比下结合面的裂纹外貌特征，图2、图3所示，进口侧裂纹部位油漆层挤压爆开，受压力的作用，出口侧比较光洁，受拉特征明显，认为出口侧先开裂可能比较大。
对上结合面裂纹外部特征进行分析，如图4所示，出口侧裂纹的开口1大于进口侧的开口2，进口侧裂纹具有剪切唇区特征，据此可以判断，该处的裂纹是出口侧先于进口侧断裂。
裂纹事故发生后，向检修人员调查了解情况，为了防止大齿轮松动，检修人员经常对大齿轮结合面的螺栓进行紧固，通过安放螺母扳手，抡大锤打击的方式打紧螺母。
观察螺母，其受到挤压严重，有了挤压变形的倾向。
因此，可以说明结合面处受到了由磨煤机进口端向出口端的冲击力。
磨煤机轴颈严重损伤后的修复
磨煤机轴颈严重损伤后的修复韶关发电厂9号炉是哈尔滨锅炉厂生产的超高压中间再热单汽包自然循环固态排渣炉，额定蒸发量670 t/h。
采用中间储仓热风送粉制粉系统，配备4台由沈阳重型机械厂生产的DTM 320/580筒型钢球磨煤机。
1996年该炉丁磨煤机出口轴承发生严重烧瓦事故，导致出口轴颈出现大面积裂纹、沟槽、凹坑，严重影响该磨煤机的正常安全运行。
考虑到换一台新磨煤机或出口轴颈端盖需100万元以上；而且更换周期较长，影响机组满负荷运行，造成较大的经济损失，此外技术难度也较高。
而强化修复此磨煤机出口轴颈的材料、人工费用较低，合计约15万元。
经以上比较，决定进行强化修复。
其总体修复方案为：(1) 磨削轴颈表面疲劳层约2.5 mm；(2) 活化轴颈表面；(3) 喷涂硬度为HRC25～45的镍铬合金，厚度为2.5～3.0 mm；(4) 采用磨削喷涂层，并抛光轴颈表面，使轴颈表面尺寸达到精度要求，符合各项技术指标。
1 磨削轴颈表面疲劳层用轴颈大外圆旋转磨削装置磨削轴颈表面疲劳层。
磨削装置组成见图1。
图1 轴颈大外圆旋转磨削装置示意图本装置理论偏差值0.05 mm，完全可以满足椭圆度小于0.15 mm；磨削须同时冷却轴颈，降低轴颈表面的温度。
2 刷镀工艺用割枪火焰活化磨煤机出口轴颈表面，直到轴颈表面油全部渗出，接着用汽油和丙酮清理轴颈表面，然后再用净液电活化轴颈表面。
3 喷涂工艺3.1 喷涂材料的选择喷涂轴颈表面选用镍铬基合金材料，因为该材料抗拉强度在245 MPa 以上，且涂层与基体的结合强度也在147 MPa以上，镍铬合金硬度HRC25～45；而球磨机运转时轴承与轴颈表面的相对压力约为9.8 MPa，所以喷涂层约有0.02～0.08 mm的孔隙(微孔)，能储存润滑油。
3.2 喷涂首先用喷砂活化轴颈工作面，接着用镍基合金喷涂轴颈表面底层，厚度为0.60～1.0 mm；最后用镍铬基合金喷涂轴颈，涂层厚度为2.5 mm。
球磨机中空轴开裂修复方法
球磨机中空轴开裂修复方法
王仲山
【期刊名称】《中国设备管理》
【年(卷),期】1997(000)006
【摘要】φ3×11m球磨机两端中空轴系用35~#铸钢制造,承受近200t的交变载荷。
近年来我公司采取现场冷焊技术修复空心轴裂纹,取得了良好的经济技术效果。
该修复方法可以在磨机上进行,施工简便,很有推广价值。
修复步骤如下。
一、裂
纹检查检查时,将裂纹部分用汽油擦洗干净,用着色法检查裂纹长度并找出终点,在
终点上打出记号,并钻出止裂孔。
如属面积大于0.01m^2的龟裂,就很难修复了,小
于0.01m^2时可挖块焊接修补。
【总页数】2页(P16-17)
【作者】王仲山
【作者单位】湖南雪峰水泥集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.632
【相关文献】
1.球磨机中空轴铸造缺陷的修复 [J], 张学峰
2.球磨机中空轴裂纹的修复 [J], 李文庆
3.球磨机中空轴缺陷焊接修复工艺研究 [J], 赵宏明
4.炼铁喷煤车间球磨机中空轴裂纹的修复 [J], 肖胜柏;肖江成
5.MQY3149球磨机进料中空轴修复利用改造技术 [J], 普荣松
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磨煤机大齿轮断裂焊接修复方案
磨煤机大齿轮裂纹断齿焊接修复方案1 主要技术参数型号：BBD3854出力：37 t/h转速： 16.7 r/min推荐装球量：60 t大齿轮模数：23大齿轮材质：ZG35CrMo2 材质及焊接性能分析2.1 材质与力学性能大齿轮的材质是ZG35CrMo钢，是Cr-Mo系列的中碳调质钢，钢中的Cr、Mo使热强度获得显著的提高，广泛用于轴承、齿圈、齿轮等。
材料的化学成分以及力学性能分别见表1和表2：2.2 焊接性能由于ZG35CrMo钢的碳当量大于0.4％，焊接时淬硬的倾向很大，同时焊件厚度大，具有较大的刚性，焊后的冷却速度很快，因此焊接时极易在近缝区产生低塑性的淬硬组织，如不能及时采取措施使扩散氢逸出，在高应力和含氢量大的条件下很容易产生冷裂纹。
因此，这种钢的焊接性差，必须采用严格的焊接工艺措施及较高的预热温度和焊后热处理。
2.3 焊接材料选用焊接修复大齿轮一般会选用塑性较好的INC0NEL合金或其它镍基焊条与低合金焊条配合使用，镍基焊材的焊接性较好，不易产生裂纹，但由于本次我厂大齿轮的修复工作量较大，为了简化施工步骤采用了同种钢焊接，只要焊接工艺掌握得好，长期运行效果也会相当不错，所以决定全部采用低合金钢焊条焊接。
经过对化学成分和力学性能进行分析，考虑到大齿轮运转时需承受较大强度的载荷，选用J606焊条进行焊接。
J606是低氢钾型药皮的低合金高强钢焊条，焊接工艺性能优良，交流电弧稳定性好，能进行全位置焊接，电弧稳定燃烧、飞溅少、脱渣性好。
熔敷金属具有良好的塑性、韧性及抗裂性能。
熔敷金属化学成分和力学性能分别见表3和表4：表4 熔敷金属力学性能3 焊接工艺3.1 焊前准备3.1.1对裂纹部位及其周围进行着色探伤，以确定裂纹的位置和走向。
3.1.2采用高速切割机将有裂纹部分的齿条切除。
3.1.3用砂轮磨光机打磨出适合焊接的坡口，尤其要对齿轮断裂部分清理干净并打磨掉尖角和断面缺陷，在焊接接合面不能存在裂纹，经渗透探伤检查无裂纹及其它影响结合强度的缺陷后才能施焊。
磨煤机齿轮裂纹的补焊工艺
磨煤机齿轮裂纹的补焊工艺级—勉尸瓿嘭经验交流ｒ蜉搞磨煤机齿轮裂纹的补焊工艺０前言钢球磨煤机是发电厂中将煤研磨成煤粉再由输粉系统送至炉膛内燃烧的关键设备。
韶关发电厂磨煤机大齿轮（材质ｚＧ３５ｃｒＭｏ）在运行中接合面第二齿出现根部贯通性裂纹，裂纹长度４８０ｍｍ，为了尽可能在短时间内投入运行，根据现场实际情况和允许条件，决定采用焊接方法进行修复。
１焊前准备１．１清洗处理该齿轮较大，关联零件较多，为了不影响正常牛产并节省时间，决定在现场修复。
用卷扬机或人工盘车方式控制转动，将磨煤机内钢球排出，拆除齿轮防护罩等零件，转动齿轮使需补焊的齿牙处于方便施焊的平焊位置，两侧搭好脚手架，并将齿牙周围的油污清洗干净。
１．２固定止裂将裂纹齿接触面上、下端面齿根部分及相联齿顶用拉筋和齿形定位块固定，以防止在焊接和加热过程中产生过大的变形。
在裂纹的两头先用（ｂ６ｍｍ钻头打止裂孔，止裂７Ｌ打在裂纹尖端前５ｍｍ处，防止裂纹扩展。
１．３预热气刨广东省韶关发电厂（５１２１３２）谢伟东预热８０～１００ｏＣ，用碳弧气刨的方法将裂纹至齿顶处全部刨去。
气刨时控制好温度，最高不得超过２００℃，然后进行打磨，去除碳结层。
１．４检测补焊处应平整光滑，不得有尖角，尽量ｕ形过渡。
进行玎和ＭＴ检测，焊接面不得有影响焊接质量的缺陷存在，两侧２０ｍｍ范围内不得有油、水、铁锈及杂质。
２焊接修复工艺？２１焊接主体材料的选择由于磨煤机的齿轮在运行当中承受交变载荷，因此选择抗裂性较好、熔敷金属强度较高的Ａ４０７焊条作为基层，抗拉强度为５５０～６００ＭＰａ，焊缝金属具有较高的塑性和韧性。
．２．２齿面焊接材料的选择最后一层盖面选用与磨煤机齿面强度和硬度相仿的Ｊ６０７焊条，不至于同其它齿接触时硬度相差太大，另外在手工修复齿形精度时低合金结构钢容易磨、削。
２．３焊条准备按焊条使用说明书要求，将Ｊ６０７焊条经３５０℃烘干Ｉｈ，Ａ４０７焊前焊条经２５０℃烘干ｌｈ，保温１５０℃，取出后存放在保温筒内，焊接工艺参数见表１。
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生产应用进口磨煤机变速箱高速轴断裂修复华能国际电力股份有限公司德州电厂(253024) 王金海 于光强山东电力研究院(济南市 250002) 张忠文 摘要 采用代用材料及冷焊法对磨煤机变速箱高速轴断裂部位进行了修复,较好地控制了焊接变形。
通过机加工基本消除了焊接变形的影响,设备运转正常。
为今后进行轴的焊接修复工作摸索了成功经验。
关键词: 变速箱高速轴 代用材料 焊接变形RUPTURE REPAIR OF HIGH-SPEE D SHAFT OF GEARBOX FOR IMPORTE D MI LLDezhou P ower Plant of Hua’neng W ang Jinhai,Yu G uangqiangInternational Electrical P ower Inc.Shandong Electric P ower Institute Zhang Zhongw enAbstract With the replacement material and cold welding method,the high-speed shaft rupture section of gearbox for mill is repaired,and welding deformation is controlled well.The welding deformation is eliminated by way of mechanical processing, and the repaired equipment w orks normally,which accumulates a g ood success ful experience for repair welding of shaft in the fu2 ture.K ey w ords: high-speed sh aft of gear box, replacement m aterial, w elding deform ation0 前 言华能德州电厂#6锅炉容量为2209T/H,其磨煤机变速箱由德国Friedr公司设计、制造,在正常运行中磨煤机变速箱高速轴突然发生断裂失效。
由于无事故备品且加工新轴需要很长的周期,为尽快使设备恢复运行,我们采取对旧轴焊接修复的方法以解燃眉之急。
通过采用代用材料对断裂部位进行焊接修复,并安装使用,效果较为理想。
1 断裂情况介绍变速箱高速轴通过联轴器与电机相连接,电机功率为1540kW,转速993r/min。
断裂发生在变速箱高速轴安装冷却风扇的部位,该处轴的直径为125mm。
从高速轴断口宏观初步分析,属于疲劳脆性断裂,断口形貌见图1,图2。
图1 高速轴断口形貌2 高速轴概况2.1 轴的材料性能及焊接性能该轴材料为德国17CrNiM o6高强钢,且经过渗碳及调质处理,材料的焊接性很差,不宜进行焊接。
材料化学成分及性能见表1和表2。
・71・焊接 2003(12)表1 17CrNiMo6的化学成分(%)C S i Mn P S Cr M o Ni 0.14～0.170.15～0.400.40～0.600.0350.0351.50～1.800.25～0.351.40～1.70表2 17CrNiMo6的力学性能规格d /mm抗拉强度σb /(N ・mm -2)屈服强度σs /(N ・mm -2)断面收缩率ψ(%)延伸率δ(%)冲击韧性a k /(J ・cm -2)1114208307304130132078583541301270685835—2.2 原始数据测量(1)断裂位置距轴肩46mm ,轴的结构见图2。
图2 轴的尺寸简图(2)变形测量:通过测量轴的径向跳动,发现轴存在轻微弯曲变形,主要在轴径A 、B 位置(A :径向跳动0.08mm ,B :径向跳动0.04mm )。
(3)硬度测量:轴表面布氏硬度为296～316H B 。
3 修复工艺3.1 修复方案按照设备使用技术要求,径向跳动≤0.03mm 时可正常运转。
从轴的测量数据分析,断轴已经发生轻微变形。
所以,焊接的关键:第一是纠正断裂引起的变形并尽量减小焊接、热处理产生的焊接变形;第二是保证焊缝的内在质量。
为消除焊接变形的影响,联轴器侧拟采用留有较大加工余量的代用材料。
代用材料应当使用相同牌号或性能相近的材料。
通过机加工消除焊接变形的影响,以确保轴的精度要求。
为便于轴的对接施焊,在轴断裂相接的两侧机加工出以轴线为中心的<40mm ×100mm 的中心孔(经过强度计算,在轴的中心加工<40mm ×200mm 的中心孔不影响轴的使用)。
具体修复工艺如下:首先将旧轴(斜齿轮侧)上车床找正中心,中间使用支撑架。
用45钢加工的<40mm×200mm 的芯轴将欲焊接的二部分连接在一起。
在轴径A 、B 处安装百分表,用于测量轴的径向跳动。
由于17CrNiM o6材料国内无法采购,因而联轴器端使用性能相近的20CrNiM o 材料代用,代用材料尺寸为<165mm ×480mm 。
代用材料的化学成分及性能如表3,表4。
3.2 焊前准备(1)机加工轴焊接端部为U 形坡口,坡口角度10°～15°,U 形坡口处R 为5mm ,钝边1.5mm ,对口间隙2～2.5mm 。
(2)用金相砂纸打磨轴接缝部位周围50mm 范围内使之露出金属光泽,注意不要损害轴的表面。
(3)表面探伤检验补焊区不得存在裂纹。
(4)焊接前用远红外加热绳在部件两侧加热,将焊表3 20CrNiMo 的化学成分(%)C S i Mn Cr M o Ni 0.17～0.230.17～0.370.60～0.950.40～0.700.20～0.300.35～0.75表4 20CrNiMo 的力学性能规格d /mm抗拉强度σb /(N ・mm -2)屈服强度σs /(N ・mm -2)断面收缩率ψ(%)延伸率δ(%)冲击韧性a k /(J ・cm -2)1598078594047・81・焊接 2003(12)接部位预热至250℃,并在焊接过程中保持层间温度不低于150℃,但不超过200℃。
3.3 焊接及检验焊接方法选用焊条电弧焊,选用<2.5mm 的M AG NA303焊条。
焊条使用前进行100℃×1h 烘干,装入保温筒中随用随取。
焊接参数及技术要求:焊接时先用<2.5mm 的焊条,电流选择65～70A ,沿整个坡口表面堆焊一层,而后降低预热温度至200℃以下。
之后用<3.2mm 的焊条,电流选择75～85A ,进行填充和盖面焊接。
焊接时在车床上圆周转动施焊,注意接头错开,焊条不做摆动。
焊接时对焊缝进行适当锤击,减小焊接应力引起的变形。
焊后焊缝要和母材圆滑过渡,并高出母材2m m 。
当焊缝冷至150℃以下时立即对焊缝及热影响区进行400℃并保温1h 的热处理,焊缝两侧的加热宽度每侧不小于50mm 。
着色探伤检测焊缝与热影响区不得有裂纹存在。
焊缝进行超声波探伤,按照JB4730—94标准检验合格。
高速轴焊接区域见图3。
图3 高速轴焊接区域(箭头指示处)3.4 工艺控制要点(1)定位焊对好口后,按照图4位置转动轴,测量轴A 、B 表面8个方向上的径向跳动。
找出径向跳动最大的位置,将轴转到水平位置区域,首先焊接一段,然后二人对称焊接。
参照冷焊的工艺方法,多层多道,短段施焊,每次焊长度40～50mm 停焊。
焊缝厚度每增加15mm 停焊,之后转动轴,测量A 、B 径向跳动,将径向跳动最大位置转动至最上部位置(图5中270°位置),先锤击,然后锤击焊缝其它部位。
依次焊接,直至焊接工作完成。
(2)热处理加热时将轴径向跳动最大点转动到最上部,热处理保温完毕拆下保温材料及加热绳后在车床上低速旋转,测量A 、B 面的径向跳动,找准径向跳动最大点,对准该点焊缝表面进行适当锤击。
再次测量A 、B 面的径向跳动,直至将变形量控制在最小范围。
(3)机加工时,以原轴的中心线为中心重新找正并加工,代用材料侧轴的机加工用顶针孔,将焊接变形控制在最小范围。
图4 径向跳动测量位置3.5 数据测量及安装运转情况焊接及热处理后测量A 、B 轴径处的径向跳动数值为0.02mm ,0.07mm 。
机械加工后测量A 、B 轴径处的径向跳动数值为0.01mm ,0.02mm 。
焊缝区域的硬度数值见图5。
图5 轴的硬度(H B )安装后满足间隙要求,轴运转正常。
4 结 论实践证明,对于变形量要求较小的轴类部件,采用一定尺寸富裕度的代用材料作为焊接端,并采用冷焊和反变形法对其焊接修复,然后用机加工消除焊接变形是一种较为有效的方法。
对于价格昂贵的进口轴,此方法修复时间短、费用低,能够满足使用要求,是降低检修成本的好方法。
目前,该轴已经连续运行半年,仍然运转良好,为发电厂今后进行轴的焊接修复工作摸索了成功经验。
(收稿日期 2003 09 10)作者简介: 王金海,1964年生,大专,工程师。
・91・焊接 2003(12)。