仪器仪表及其专用设备中

使用与维护
仪器仪表及其专用设备中轴类零件的修复方法及其选择
李　祯
安徽蚌埠高等专科学校　安徽省蚌埠市　233000
【摘要】轴是仪器仪表及其专用设备中的重要零件。

因此轴一旦损坏失效应对其进行修复,以恢复其精度延长工作寿命。

轴的弯曲变形可采用冷、热法校直。

轴颈的磨损修复方法有堆焊、热喷涂、镀铬和低温镀铁及刷镀。

而机械加工修理法中的修理尺寸法、附加零件法及局部更换法更适宜专用设备中轴的修复。

叙词:校直　堆焊　热喷涂　镀铬　刷镀
一、引 言
在仪器仪表及其专用设备中,轴的作用是至关重要的。

它们支承轴上工作零件,传递运动和转矩,其精度较高,因此造价也高,一旦损坏大多需采用修复方法恢复其工作性能。

轴主要的失效形式有弯曲变形和轴颈磨损等。

二、弯曲变形的校直
11热校直法
当轴径大于50mm时(多出现在专用设备中),宜采用加热校直法。

该法采用氧—乙炔火焰在轴的最大弯曲凸起处或其邻近部位加热使其产生热膨胀,待冷却收缩后即可变直。

若轴的弯曲过大,可分几次加热校直。

每次加热时间不可过长,以免出现过热或过烧,破坏金相组织、恶化机械性能。

21冷校直法
当轴径小于50mm时,可采用冷校直法。

将轴放置在V形铁上,凸部朝上,用压力机向凸部施加压力,并要适当地压过头,以消除弹性回复的影响。

一般此过程需反复多次进行直到校直为至。

但在校直过程中,由于在材料内部产生了新的残余应力,因此在冷校直后应进行时效处理以清除残余应力。

也可采用球形手锤敲击轴的凸起部及其附近捕面,使其内应力重新分布达到校直的目的。

三、轴颈磨损的修复
11堆焊
当仪器仪表专用设备中轴的轴颈磨损严重时可采用堆焊方法修复。

此法不仅可恢复轴颈的尺寸,而且可以通过堆焊材料改善零件的表面性能,使其更加耐用。

各种熔焊方法都可用于堆焊。

较简便易行的是手工电弧堆焊和氧—乙炔火焰堆焊,但堆焊质量较差。

埋弧堆焊法堆焊质量较好。

而对于已经热处理,要求焊后不降低硬度的小直径轴,最好采用振动电弧堆焊。

此外,还有使用保护介质的振动电弧堆焊,其堆焊质量更佳。

近年来日益广泛使用的等离子弧堆焊和电子束堆焊,以其堆焊质量好、焊接变形小特别适宜仪器仪表中的轴的修复。

堆焊时,由于零件的受热是不对称的,因此堆焊后零件会产生显著变形。

这要通过焊后校正变形及在为获得所需尺寸而进行的机械加工过程中以消除。

更重要的是在堆焊过程中通过选择合理的工艺参数(如预热温度、堆焊电流、送丝速度、堆焊速度等。

其数值可
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第11期仪表技术与传感器
通过查手册或试验获得)。

尽可能预防变形的产生。

堆焊后必须进行机械加工,通过切去多余的堆焊层金属才能获得所需尺寸及表面质量。

21热喷涂
该法不仅能够恢复被磨损零件的尺寸,而且通过选用适当的喷涂材料还能够改善和提高耐磨性等表面性能。

由于喷涂层厚度一般约为1mm左右,所以该修复方法特别适合修复仪器仪表中的轴颈。

热喷涂又分为喷涂和喷焊。

喷涂的复盖层与母材的结合强度较低,硬度值也不高。

但由于喷涂层疏松多孔,能储存润滑油,所以在正常润滑条件下有较高的耐磨性。

喷焊在喷涂后进行。

喷焊层与母材的结合强度都在喷涂层10倍以上,硬度值也要高得多。

喷涂层单边015～112mm为最佳厚度,最厚不能超过4mm。

若过厚则与母材结合不牢、易脱落。

若太薄也因强度不高易脱落。

按照所用热源不同,热喷涂又分为氧乙炔热喷涂、电弧热喷涂、等离子热喷涂等。

其中等离子热喷涂因其涂层尺寸精度高、结合强度大,特别适合修复仪器仪表中的轴。

喷涂后表面一般都要采用磨削加工,而不宜用车削方法,否则喷涂层微粒会被剥落下来。

31镀铬和低温镀铁
镀铬层厚度一般不超过013mm,且硬度高,耐磨性、抗腐蚀性好,所以特别适于仪器仪表中轴颈的修复。

其工艺方法与制造业中镀铬相同。

镀后一般应进行磨削加工,以获得规定的各项精度要求。

低温镀铁所获镀铁层的显微硬度相当于中高碳钢淬火后的硬度,在有润滑的条件下有很高耐磨性。

所以低温镀铁在仪器仪表轴的修复工艺中得到应用。

41刷镀
与镀槽电镀相比,刷镀不需镀槽。

由于该法只适于局部的、较浅层的磨损,所以特别适宜仪器仪表中轴颈尺寸的恢复。

刷镀前应对轴做表面处理:去除表面油脂、锈迹,修整表面划痕、凹坑及对不需电镀部位的复盖保护。

表面作电化学净化处理:镀笔沾电净液在表面上反复刷抹,以彻底清除工件表面油膜。

表面作活化处理:镀笔沾活化液在表面反复刷抹,以除去工件表面的氧化膜,使表面露出纯净的金属。

活化后立即刷镀底层,以提高工作镀层与基体金属的结合力:镀笔沾特殊镍镀液在纯净的工件金属表面反复刷抹。

但镀层最大厚度不得超过012mm。

刷镀工作层:镀笔沾快速镍镀液在底层上反复刷抹,镀层最大厚度不得超过014mm。

刷镀耐磨层:最后用镀笔沾镍钨合金液在工作层上反复刷抹,镀层最大厚度不得超过0113mm。

刷镀后应清洗残液、除水。

一般工件刷镀后可不进行机械加工即可使用。

精密轴颈刷镀后可安排磨削加工。

但刷镀时应留磨削余量。

51机械加工修理法
该法由于简单易行、质量可靠、成本低,可适宜仪器仪表专用设备中轴的修复。

常用的方法有以下3种。

(1)修理尺寸法　将磨损的轴颈车(或磨)小而获得一个新的尺寸,使其恢复原有的形位公差和表面粗糙度。

然后更换具有相应尺寸的另一配合件与之配合,保证原有配合关系不变。

(2)附加零件法　将磨损的轴颈进行加工后,再镶一个套,并将套的尺寸加工到原轴颈的尺寸。

(3)局部更换法　若轴上个别部位损坏(如轴端部螺纹)则可将其切去。

而代之以新的部分焊接在轴上,应加工到原来的形状和尺寸。

(收稿日期:1997年5月8日)
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