机电设备维修技术 第三章

零件修复中，机械加工是最基本、最重要的方法。多数失 效零件需要经过机械加工来消除缺陷，最终达到配合精度 和表面粗糙度等要求。
3.2.2
镶加零件修复法
配合零件磨损后，在结构和强度允许的条件下，增加一 个零件来补偿由于磨损及修复而去掉的部分，以恢复原有 零件精度，这样的方法称为镶加零件修复法。常用的有扩 孔镶套、加垫等方法。
３． 优级扣合法 主要用于修复在工作过程中要求承受高载荷的厚壁机件，如水 压机横梁、轧钢机主梁、辊筒等。 ４. 热扣合法 热扣合法是利用加热的扣合件在冷却过程中产生收缩而将开裂 的机件锁紧。该法适用于修复大型飞轮、齿轮和重型设备机身 的裂纹及折断面。 综上所述，可以看出金属扣合法的优点是：使修复的机件具 有足够的强度和良好的密封性；所需设备、工具简单，可现场 施工；修理过程中机件不会产生热变形和热应力等。其缺点主 要是薄壁铸件（厚度＜8mm）不宜采用，波形键与波形槽的制 作加工较麻烦等。
3.4.2热喷涂在机械设备维修中的应用
热喷涂技术在机械设备维修中应用广泛。对于大型复杂的 零件如机床主轴、曲轴、凸轮轴轴须、电动机转子轴，以及 机床导轨和溜板等，采用热喷涂修复其磨损的尺寸，既不产 生变形又延长使用寿命；大型铸件的缺陷，采用热喷涂进行 修复，加工后其强度和耐磨性可接近原有性能；在轴承上喷 涂合金层，可代替铸造的轴承合金层；在导轨上用氧快焰喷 涂一层工程塑料，可提高导轨的耐磨性和减摩性；还可以根 据需要喷制防护层等。
3.3.4
钎焊修复法
采用比基体金属熔点低的金属材料作钎料，将钎料放在焊件 连接处，一同加热到高于钎料熔点、低于基体金属熔点的温 度，利用液态钎料润湿基体金属，填充接头间隙并与基体金 属相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊。
3.3.5
堆焊
采用堆焊法修复机械零件时，不仅可以恢复其尺寸，而且可 以通过难焊材料改善零件的表面性能，使其更为耐用，从而取 得显著的经济效果。常用的堆焊方法有手工堆焊和自动堆焊两 类。
图3–7 局部修换法
3.2.4
塑性变形法
塑性材料零件磨损后，为了恢复零件表面原有的尺寸精度和 形状精度，可采用塑性变形法修复。
３.２.５换位修复法
有些零件局部磨损可采用调头转向的方法，如长丝杠局部 磨损后可调头使用。 如图3–8所示，轴上键槽重新开制新槽。 如图3–9所示，联接螺孔也可以转过一个角度，在旧孔 之间重新钻孔。
如图3–3所示，在零件裂纹附近局部镶加补强板，一般采 用钢板加强，螺栓联接。 如图3–4所示，为镶套修复法。
图3–3 镶加补强板
如图3–5所示为机床导轨的凹坑，可采用镶加铸铁塞的方 法进行修理。 严重磨损的机床导轨，可采用镶加淬火钢镶条的方法进 行修复，如图3–6 图 导 轨 镶 铸 铁 塞 3–5
氧乙炔火焰喷涂 氧乙炔火焰喷涂工艺如下： 1． 喷前准备 包括工件清洗、表面预加工、表面粗化和预热几道工序。
2．喷涂结合层 对预处理后的工件应立即喷徐结合层，喷涂结合层可提高工 作层与工件之间的结合强度。在工件较薄、喷砂处理易变形 的情况下，尤为适用。
3．喷涂工作层 结合层喷好后应立即喷涂工作层。 4．喷涂后处理 喷涂后应注意缓冷。 当喷涂层的尺寸精度和表面粗糙度不能满足要求时， 可采用车削或磨削的方法对其进行精加工。
氧乙炔火焰喷焊
氧乙炔火焰喷焊与基体之间结合主要是原子扩散型冶金结合， 结合强度是喷涂结合强度的10倍左右，氧乙炔火焰喷焊对工 件的热影响介于喷涂与堆焊之间。 1． 氧乙炔火焰喷焊的特点 （1）基体不熔化，焊层不被稀释，可保持喷焊合金的原有 性能。 （2）可根据工件需要得到理想的强化表面。 （3）喷焊层与基体之间结合非常牢固，喷焊层表面光洁， 厚度可控制。 （4）设备简单，工艺简便，适应于各种钢、铸铁及铜合金 工件的表面强化。 2． 氧乙炔火焰喷焊工艺 氧乙炔火焰喷焊工艺与喷涂大体相似，包括喷前准备、喷粉 和重熔、喷焊后处理等。
2． 冷焊工艺
铸铁冷焊多采用手工电弧焊，其工艺过程简要介绍如下： （1）焊前准备 先将焊接部位彻底清整干净，对于未完全断开 的工件要找出全部裂纹及端点位置，钻出止裂孔。 （2）施焊 焊接场所应无风、暖和。采用小电流、快速焊，光点 焊定位，用对称分散的顺序、分段、短段、分层交叉、断续、逆 向等操作方法，每焊一小段熄弧后马上锤击焊缝周围，使焊件应 力松弛，并且焊缝温度下降到60℃左右不烫手时，再焊下一道焊 缝，最后焊止裂孔。经打磨铲修后，修补缺陷，便可使用或进行 机械加工。
机电设备维修技术
第三章 机械零件的修复技术
2.1
概述
机械设备在使用过程中，由于其零部件会逐渐产生磨损、 变形、断裂、蚀损等失效形式，设备的精度、性能和生产 率就要下降，导致设备发生故障、事故甚至报废，需要及 时进行维护和修理。 2.1.1 零件修复的优点 修复失效零件主要具有以下一些优点：
（1） 减少备件贮备，从而减少资金的占用，能 取得节约的 效果。
图3–8 键槽换位修理
图3–9 螺孔换位修理
３.２.６金属扣合法
金属扣合法是利用高强度合金材料制成的特殊联接件以机械 方式将损坏的机件重新牢固地联接成一体，达到修复目的的工 艺方法。它主要适用于大型铸件裂纹或折断部位的修复。
按照扣合的性质及特点，可分为强固扣合、强密扣合、优级 扣合和热扣合四种工艺。 １.强固扣合法 该法适用于修复壁厚为8～40mm的一般强度要求的薄壁机件。 ２.强密扣合法 在应用了强固扣合法以保证一定强度条件之外，对于有密 封要求的机件，如承受高压的气缸、高压容器等防渗漏的 零件，应采用强密扣合法
3.4.4 电弧喷涂
电弧喷涂技术由于生产率较高，涂层厚度也较大（可达1～ 3mm），目前在热喷涂技术中应用也非常广泛。 电弧喷涂是以电弧为热源，将金属丝熔化并用高速气流使 其雾化，使熔融金属粒子高速喷到工件表面而形成喷涂层的 一种工艺方法。
3.5
电镀修复法
电镀是利用电解的方法，使金属或合金沉积在零件表面 上形成金属镀层的工艺方法。电镀修复法不仅可以用于修 复失效零件的尺寸，而且可以提高零件表面的耐磨性、硬 度和耐腐蚀性，以及其它用途等。
1．手工堆焊 手工堆焊是利用电弧或氧乙炔火焰来熔化基体金属和焊条， 采用手工操作进行的堆焊方法。 2．自动堆焊 自动堆焊与手工堆焊相比，具有堆焊层质量好、生产效率高、 成本低、劳动条件好等优点，但需专用的焊接设备。
3.4
热喷涂修复法
用高温热源将喷涂材料加热至熔化或呈塑性状态，同时用高速 气流使其雾化，喷射到经过预处理的工件表面上形成一层覆盖 层的过程称为喷涂。将喷涂层继续加热，使之达到熔融状态而 与基体形成冶金结合，获得牢固的工作层称为喷焊或喷熔。这 两种工艺总称为热喷涂。
3.4.3氧乙炔火焰喷涂和喷焊
在设备维修中最常用的就是氧乙炔火焰喷涂和喷焊。
氧乙炔火焰喷涂时使用氧气与乙炔比例约为1∶1的中性焰， 温度约3100℃，其设备与一般的气焊设备大体相似，主要包括 喷枪。氧气和乙炔供给装置以及辅助装置等。
喷枪是热喷涂的主要工具，目前国产喷枪分为中小型和大型两 种规格。中小型喷枪主要用于中小型和精密零件的喷涂和喷焊， 适应性强。大型喷枪主要用于对大型零件的喷焊，生产效率高。
（2） 减少更换件制造，有利于缩短设备停修时间，提高设
备利用率。
（3） 减少制造工时，节约原材料，大大降低修理费用
（4） 利用新技术修复失效零件还可提高零件的某些性能， 延长零件使用寿命。尤其是对于大型零件、贵重零件和加工 周期长、精度要求高的零件，意义就更为重要。
3.1.2 修复工艺的选择
用来修复机械零件的工艺很多，如图3–l所示，是目前较 普遍使用的修复工艺。
图3–l 零件的修复工艺
选择机械零件修复工艺时应考虑的几个因素： 1．修复工艺对零件材质的适应性 2．各种修复工艺能达到的修补层厚度 图3–2是几种主要修复工艺能达到的修补层厚度。 图3–2 几种主要修复 工艺能达到的修补层厚度 1—镀铬 2—滚花 3—钎焊 4—振动电弧堆焊 5—手工电弧堆焊 6—镀铁 7—粘补 8—熔剂层下电弧 堆焊 9—金属喷涂 10—镶 加零件
3.4.1
热喷涂的分类及特点
热喷涂技术按所用热源不同，可分为氧乙炔火焰喷涂与喷焊、 电弧喷涂、离子喷涂与喷焊、爆炸喷涂和高频感应喷涂等 多种方法。喷涂材料有丝状和粉末状两种。
热喷涂技术的特点如下：
（1）适用材料广，喷涂材料广。 （2）涂层的厚度不受严格限制，可以从几十微米到几毫米。 （3）喷涂时工件表面温度低（一般为70～80℃），不会引起零 件变形和金相组织改变。 （4）可赋予零件以某些特殊的表面性能，达到节约贵重材料、 提高产品质量、满足多种工程技术和高新技术的需要。 （5）设备不太复杂，工艺简便，可在现场作业。 6）对失效零件修复的成本低、周期短、生产效率高。
３.３
焊接修复法
利用焊接技术修复失效零件的方法称为焊接修复法。用于修补 零件缺陷时称为补焊。
３.３１钢制零件的焊修
机械零件所用的钢材料种类繁多，其可焊性差异很大。一般 而言，钢中含碳量越高、合金元素种类和数量越多，可焊性 就越差。
３.３.２铸铁零件的焊修
铸铁在机械设备中的应用非常广泛。灰口铸铁主要用于制造各 种支座、壳体等基础件，球墨铸铁已在部分零件中取代铸钢而 获得应用。
3．被修零件构造对工艺选择的影响 4．零件修理后的强度
5．修复工艺过程对零件物理性能的影响
修补层物理性能，如硬度、加工性、耐磨性及密实性 等，在选择修复工艺时必须考虑。 6．修复工艺对零件精度的影响 对精度有一定要求的零件，主要考虑修复中的受热变 形和修复后的刚度。
7．从经济性上加以考虑 如一些易加工的简单零件，有时修复还不如更换经 济。
为了提高焊修可靠性，可拧入螺栓以加强焊缝，如图3–18所 示。用紫铜或石墨模芯可焊后不加工，难焊的齿形按样板加工。 大型厚壁铸件可加热扣合件，扣合件热压后焊死在工件上，再 补焊裂纹，如图3–19所示。还可焊接加强板，加强板先用锥销 或螺栓销固定，再焊牢固，如图3–20所示。