王錦翠

(運城職業(yè)技術(shù)大學，山西 運城 044000)

0 引言

組成機器的典型零部件主要包括軸、軸承、齒輪、鍵等。其中，軸是支撐回轉(zhuǎn)運動(如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器等)的傳動零件，在工作過程中主要承受彎矩和扭矩。在設(shè)備維修時，對于軸類零件的檢查和維修，必不可少。

1 軸類零件的檢查

軸類零件的失效形式主要有軸頸磨損、表面拉傷、軸裂紋、圓度誤差、同軸度誤差、彎曲變形等。零件的檢驗分修前檢驗、修后檢驗和裝配檢驗。在對軸做檢查前，必須對軸做好清洗，保證測量數(shù)據(jù)的準確性。在軸維修后也必須再次檢查測量，區(qū)分修理后零件的質(zhì)量是否達到規(guī)定的技術(shù)標準，以判定哪類零件是成品、廢品、返修品[1]。

1.1 軸頸磨損與表面拉傷檢查

軸頸磨損與表面拉傷其主要表現(xiàn)在表面粗糙度的變化上。檢查方式有目測和測量器具檢查兩種。目測主要針對損傷嚴重的情形下使用。測量器具一般有粗糙度比較塊和粗糙度測量儀。測量出軸頸或表面的粗糙度與原設(shè)計圖進行比較，確定目前軸頸或軸的表面狀況[2]。

1.2 軸裂紋檢查

軸產(chǎn)生裂紋后，將會影響軸的剛度和強度，不能及時得到維修會影響設(shè)備的使用壽命，更嚴重的出現(xiàn)軸的斷裂造成人員傷害。對于軸上裂紋檢查通常使用的方法是磁粉探傷和超聲波探傷[3]。

1.3 圓度誤差檢查

圓度的檢查通常采用頂尖測量法(圖1a)、V形鐵測量法(圖1b)、游標卡尺和千分尺測量法。主要檢查軸頸的磨損。用頂尖和千分表檢查，將軸放置在車床上，軸支撐在兩個同軸頂尖之間；用V形鐵和千分表測量法，將軸放置在同標高的V形鐵上；用游標卡尺或千分尺測量，將軸放置在平臺托架上。

圖1 圓度誤差檢查

1.4 同軸度檢查

檢查軸徑的同軸度時，使用專用的檢具(圖2)進行測量。通常將軸的后端裝入堵頭，堵頭內(nèi)頂鋼球靠緊支承板，同時借助V形架將軸支撐在檢驗平臺上，千分表測頭分別觸及各段軸徑表面，回轉(zhuǎn)主軸的同時，讀取各千分表指針的擺動差即為同軸度誤差。

1.5 彎曲變形檢查

軸彎曲變形通常出現(xiàn)在細長軸件上。階梯軸彎曲變形通常發(fā)生在軸的細長段上。對于軸彎曲變形的檢查實質(zhì)上是軸段中心線直線度的檢查。軸直線度檢查可以利用車床兩頂尖或?qū)Ｓ猛屑埽箖奢S端中心等高(圖2)。用千分尺在軸段全長從一端向另一端推動，通過千分尺指針在表盤上的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差判定直線度值。通常在自然放置狀態(tài)下測定的直線度是軸彎曲變形的最大狀態(tài)。

1.支承板;2.鋼球;3.堵頭;4.V形架; 5.主軸;6.檢驗平臺圖2 軸各軸徑同軸度檢查

2 軸類零件的維修

2.1 軸頸磨損與表面拉傷維修

軸頸磨損與表面拉傷根據(jù)是否有配合精度要求和損傷量大小情況進行處理。

(1)對于無配合精度要求或損傷量較小的軸頸，采用細挫和砂布配合的手工修復法，恢復軸頸的圓度和圓柱度，手動修復磨損量一般不大于0.2 mm。

(2)對于有配合精度要求的軸頸采用機械加工方法恢復軸頸的圓度和圓柱度，然后按軸頸的實際尺寸選配新軸襯，這種方法簡稱鑲套法，在生產(chǎn)實踐中經(jīng)常使用。

(3)重要軸的軸頸磨損量較小時，采用涂鍍、電鍍或噴涂等方式修復軸頸后，經(jīng)機械加工后恢復到原軸頸的精度；磨損量較大時，需先采用機械加工法恢復軸頸的圓度和圓柱度，但車銷量不超過原直徑的5%，以保證其強度不降低。機械加工完成后可以選擇在配合處重新設(shè)計配合方式和性質(zhì)，或可采用涂鍍、電鍍或噴涂工藝修復軸徑，在強度許可的條件下也可采用鑲套法處理[4]。

2.2 軸裂紋維修

軸出現(xiàn)裂紋后若不及時修復，就有折斷的危險。根據(jù)軸裂紋的大小和深度不同，可以采用不同的維修方式。對于不受沖擊載荷、輕微裂紋的次要軸，根據(jù)軸用材料的不同，可采用粘接或焊接方法修復，待固化后進行機械加工恢復軸的幾何尺寸，為提高焊后使用壽命，可在焊前預熱，焊后熱處理以消除焊接應力。當載荷大或重要的軸出現(xiàn)折斷時，應及時調(diào)換，避免出現(xiàn)由于軸斷裂而引起的其他零部件損壞。

2.3 圓度誤差與同軸度誤差處理

使用后的軸造成圓度誤差的原因主要有磨損、碰撞，可能引起同軸度誤差的原因主要有軸徑的偏磨。對于有配合精度要求的軸段，這兩種誤差通常都需要先在該軸段位置采用堆焊、涂鍍、電鍍或噴涂等方式修復軸段，然后采用機械加工方法恢復軸段的幾何精度。同時，要注意軸段內(nèi)應力的消除處理。對于無配合精度要求的軸段，在強度條件滿足的情況下，對軸段進行機械加工恢復軸段圓度即可。

2.4 彎曲的矯直

無論是在拆卸、裝配還是保管過程中，軸都有可能發(fā)生彎曲變形。對于彎曲軸的矯直方法有冷矯直和熱矯直兩種。

冷矯直常見的有V形鐵與千斤頂矯直、V形鐵與壓力機矯直，對于細長軸還可以使用專用矯直機矯直。在冷矯直時要注意對軸件的保護。通常在軸件與V形鐵、壓力機的接觸位置墊銅皮或硬紙板等軟質(zhì)物料進行保護。

熱矯直是利用軸材料熱脹冷縮的性能進行矯直。熱矯直時需在軸彎曲的最高點區(qū)域進行加熱。為了避免因局部加熱引起的變形和應力集中，根據(jù)軸變形程度不同，在加熱時應合理加熱區(qū)域的形狀，如條狀(均勻變形使用)、蛇形(變形面積大，變形嚴重)、圓點狀(精加工的細長軸)等。在熱矯直時，由于局部加熱會引起軸材料組織結(jié)構(gòu)和力學性能的變化，影響軸使用壽命。因此，在熱矯直后，應采用軸原廠要求的熱處理方式盡快進行熱處理，恢復軸的組織結(jié)構(gòu)和力學性能。

軸類零件是機械中不可缺少的重要零件，也是維修工作中經(jīng)常要處理的主要零件之一。對于軸類零件的檢查是確定軸類零件當前狀態(tài)必不可少的過程，維修則是恢復軸類零件正常使用的唯一方式。應通過合理的維修技術(shù)確保軸類零件良好使用狀態(tài)，提高機械產(chǎn)品工作可靠性。

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