作者：夏永海　迟建波　魏光轩

　　济南钢铁集团总公司中型轧钢厂（简称济钢中型轧钢厂）φ450mm轧机驱动用同步电动机于1970年安装投用，外廓直径Z大4100mm，轴长3363mm，轴承座中心距2638mm(自由端距磁力中心1599mm)，转子自重18.5t。1999年检修时，发现电动机自由端（非负荷端）安装轴承轴套与电动机轴颈发生相对转动，轴颈表面磨损比较严重，磨损不均匀，当时采用了过盈配合加钻螺钉稳固使用。2002年对电动机自由端轴承座拆检时发现，轴套与轴颈已经完全分离，间隙达1.5mm，套内表面和轴颈表面严重磨损，轴颈呈微锥形，直径相差0.4mm，沿轴长90%表面上布满凹坑、麻点，属于严重磨粒磨损；回转定位基准不准，套上轴承根本起不到良好支承作用，致使电动机运行出现振动现象。电动机转速较低，多次检测振动和异音并不明显。电机转子直径大，拆卸运输困难（超宽），加工难度大、时间长而检修时间短，必须现场进行修复。
　　1　现场修复方法比较
　　1.1 过盈-焊接方法
　　采用过盈配合将轴套安装轴颈上，轴套圆柱表面均匀安装几个径向固定销，销子与轴套焊接进行稳固。该方法适用于轴颈表面平整度比较好且磨损较轻情况，修复时间短。1999年应用了此法。磨损严重时，如2002年拆检时情况，轴套、轴颈之间有很多磨料，呈黑灰色，说明两者早已产生相对转动，固定销磨掉形成了磨粒，上述修复方法已不适用。因轴套焊接时会受热变形，且锥形轴颈无法保证轴套、轴颈联接同心度，这些因素将直接影响电动机稳定运行。
　　1.2 抹胶粘接方法
　　先轴颈表面均匀涂抹泥状镁特铁胶，然后加热轴套，热装后依靠轴套温度固化达到粘接要求。泥状镁特铁胶粘接机械性能优异，轴套、轴颈联接可靠，寿命长。轴颈磨损比较轻，轴套、轴颈过盈配合，使用抹胶粘接方法能确保同心度，精度高，但必须控制好过盈量、抹胶量和轴套加热温度。一次到位不能进行调整，特别是轴颈磨损严重时，成功率比较低。轴套、轴颈间隙配合，可以调整轴套、轴颈同心度，但泥状胶流动性差，调整轴套时不能使胶充满套、颈间隙，影响联接性能，操作麻烦。
　　1.3 注胶粘接方法
　　采用过渡配合热装轴套，冷却后调整轴套满足同心度要求，然后注胶粘接。为利于胶体流动，套内开设螺旋槽，可使轴套、轴颈之间间隙内充满胶体。采用此种修复方法，操作过程简洁、易于控制，可以一次完成。比较上述三种修复方法，采用注胶粘接方法Z为合理。
　　2　结构胶性能指标
　　镁特铁-特制粘合剂结构胶技术参数：
　　抗压强度：σy=162MPa
　　抗拉强度：σl=50MPa
　　抗弯强度：σw=77MPa
　　抗剪切强度：τ=32MPa
　　硬度：HV60
　　耐热度：168℃
　　3　强度校验
　　3.1抗拉、抗压强度
　　轴套、轴颈之间充满结构胶，电动机转子自重作用下，轴颈上部受拉力、下部受压力（如图1所示）。结构胶所受拉、压应力σ按下式计算：σ= F/DL　（1）
　　式中　F—电动机转子自重作用自由端分力，N；
　　　　　D—轴套内径，mm；
　　　　　L—轴套长度，mm。
　　代入数据σ为0.85MPa。
　　结构胶抗拉、抗压强度中抗拉强度Z小σl为50MPa，显然：
　　σ＜[σl ]
　　结构胶安全可靠。

　　图1 轴端安装图

　　3.2 抗剪切强度
　　Z严重情况即轴套、轴颈发生相对转动，结构胶受剪切力作用，其剪应力τ按下式计算：
　　τ=kMe/3.14LD2　（2）
　　式中　k—电机过载系数；
　　　　　Me—电机额定转矩，N.mm。
　　代入数据τ为2.38MPa，结构胶抗剪切强度[τ]为32MPa，则：
　　τ＜［τ］
　　结构胶抗剪切能力安全。
　　3.3 结构胶耐热性
　　确保润滑条件下，支承电机轴轴承常年工作温度不高于70℃，小于结构胶耐热温度。，安装轴承时必须严格控制这一指标，即控制轴套外径加工尺寸，确定合理配合精度，避免过盈量偏大、轴承加热温度过高破坏结构胶机械性能。
　　4　修复施工要求
　　（1）处理轴颈表面。为保证结构胶与轴颈表面结合可靠、粘接牢固，必须彻底清除轴颈表面凹坑、麻点中油泥和锈物等，露出纯金属表面。
　　（2）多点测量轴颈尺寸，确定轴颈基准（表面磨损均匀、没有麻点，直径尺寸变化较小），以此为基准尺寸按过渡配合要求加工轴套内径。为使结构胶能够顺利充满套颈间隙，套内距两端30mm以内车制螺距15mm、沟槽宽3mm、深1.5mm螺旋槽，螺旋槽两端车成环槽形成闭环。以结构胶耐热性确定轴套与轴承过盈量。
　　（3）加热轴套，热装至轴颈上、定位、调整，确保同轴度符合要求。
　　（4）注胶。轴套冷却至30℃左右时，轴套两端用密封材料密封，防止漏胶。轴套底部中间开孔（与螺旋槽连通）安装注胶孔，轴套上部安装溢胶装置。施加一定压力将液体结构胶注入轴套、轴颈间隙，直至溢出为止，封堵注胶孔防止漏胶。
　　（5）保温固化。修复时环境温度比较低，对结构胶固化有一定影响，故采用热辐射方式对轴套保温8h以上，以确保结构胶机械性能。
　　（6）加工轴套外径时确定好与轴承过盈配合公差要求，热装滚动轴承要严格控制加热温度，轴承加热要均匀、温升要缓慢。多次测量轴承表面温度和轴承内孔尺寸，确保轴承一次安装到位。
　　5　使用效果
　　电动机运行半年以来，多次检查，未出现任何异常现象，电机振动基本消除，完全符合运行要求，满足了低速、重载、大扭矩工况要求，使用效果良好。采用新型粘接材料——镁特铁胶，配以合理施工工艺（如：注胶）对工件进行修复，时间短，强度高，修理费用低，易操作，适应性强。对轴孔、轴颈、轴承等表面磨损部位处理使用效果好，特别适用于外型尺寸大、不便拆装和运输加工工件修复。

来源：《山东冶金》　2003年第05期