一种弧形导轴瓦的巴氏合金快速熔铸方式的制作方法

文档序号:34305645发布日期:2023-05-31 18:45阅读:82来源:国知局

本发明属于导轴瓦修复,具体涉及一种弧形导轴瓦的巴氏合金快速熔铸方式。


背景技术:

1、巴氏合金,包括锡基轴承合金和铅基轴承合金,是最广为人知的轴承材料。具有减摩特性的锡基巴氏合金和铅基巴氏合金是唯一适合相对于低硬度轴转动的材料,与其它轴承材料相比,具有更好的适应性和压入性,广泛用于大型船用柴油机、涡轮机、交流发电机,以及其它矿山机械。巴氏合金分为锡基合金和铅基合金,因锡基合金的强度、硬度和耐蚀性较铅基合金强,所以应用较为广泛,其常用牌号有zchsnshll-6,zchsnshb-4等。而铅基合金的造价较锡基合金低,也是部分客户的首选,但质量不可靠,通常不选用。

2、我国的中小型水电站分布在各大江大河的支流上,装机容量不大,但机组机型种类多,形式多样,尺寸差异大。经过若干年的运行之后,由于导轴承表面巴氏合金的磨损,使得主轴和导轴承间隙超出规定允许值,造成机组运行中主轴传来的径向力和振摆力都将增大,严重影响机组安全稳定运行。除此之外,轴的不间断运行,加之有一定的弯曲变形,产生较大的振动,从而使导轴瓦表面产生划痕、裂纹,甚至导轴瓦与导轴瓦壳体发生剥离。

3、运行较久的中小型水轮发电机组,通常具有以下共性:一、水电站库容较小,多为日调节水电站,受上游来水量影响大,其运行工况变化范围大,通常无法保证机组在最优工况长期运行。偏离推荐工况运行时,增加了机组高速旋转时的大轴振动摆度值,加速导轴瓦表面的巴氏合金的磨损。二、因水电站多采用“少人值班、无人值守”的绿色化、智能化管理方式,但受限于中小型水电站的运行状态监控设备少、手段相对贫乏,因此对机组的故障检测,尤其是导轴瓦表面巴氏合金因长时间磨损,导轴瓦与大轴之间的配合间隙会超出规范要求允许值,无法更好控制大轴的径向摆动。受客观条件的制约,导轴瓦与大轴配合间隙的增加,很难做到及时发现,及时维护处理,小毛病拖成大故障,增加了机组带病运行的周期,轻则影响机组稳定运行,重则造成机组事故停机或者事故的进一步扩大。三、为保证机组更长时间的并网发电,机组的大修一般选择在枯水期进行,且检修允许工期都比较短。中小型水电站在保证人身安全的前提下,通常是以经济效益为优先考虑因素,又好又快的大修工艺及成熟的方法,更受市场欢迎。当导轴瓦表面巴氏合金熔接层磨损较严重的情况,需返厂进行修复。先清理导轴承座上的原巴氏合金熔接层,再根据返场的导轴瓦的尺寸,生产加工专用的导轴瓦巴氏合金的熔接模具,整体件放入高温炉内,与巴氏合金材料加热进行熔铸。整套熔铸修复工作,对水轮发电机设备制造厂来讲,工作量小,修复工艺复杂,成本高、耗时久,增加了中小型式水电站业主的经济支出成本,因此,传统工艺流程无法有效节约生产成本、提高修复效率。

4、现有工艺针对不同尺寸的导轴瓦进行热熔模具的制造,修复完成后,模具基本就完成工作使命,模具的单一性,特殊性,很难做到再次循环利用,模具的利用率不高。整体模具需要放入相应尺寸的高温熔炉中,进行巴氏合金熔接层的整体熔铸。整个轴承座的需要进行高温加热,熔接层虽可一次成形,但传统工艺方法对巴氏合金的消耗量较大,利用率较低,增加了机组检修过程中对巴氏合金这种耗材的支出成本。丰水期烧瓦事故常有发生,为了生产要求抢修,要求用最快时间修复导轴瓦,回装,恢复发电。中小型水电站的导轴瓦的修复的间隔周期较长,不同电站的导轴瓦的尺寸不一致,数量相对较少,急需通过寻求新的修复工艺及方法,达到创新需求,满足市场要求。为此,本技术提供一种快速、高效的巴氏合金表面修复、精加工的工艺方法。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本发明的目的是在于提供一种弧形导轴瓦的巴氏合金快速熔铸方式,可以在不将轴承座与巴氏合金模具整体回高温炉的前提下,只针对导轴瓦表面巴氏合金进行快速熔铸,有效节约生产成本,提高修复效率。

2、为了实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

3、一种弧形导轴瓦的巴氏合金快速熔铸方式,包括以下步骤:

4、步骤一:准备焊接材料及工具,将巴氏合金焊料制成液态状并承装在坩埚槽内备用;将巴氏合金焊料熔制成焊棒,用刮刀将焊棒表面氧化层去掉,同时倒去尖角,再用质量分数30%的氯化锌溶液刷洗,然后用丙酮清洗干净;

5、步骤二:清理导轴瓦表面,用丙酮将导轴瓦损坏部分彻底清洗干净,然后用刮刀将要修复方部位刮去左右,使其呈现金属光泽;有裂纹的部位用扁铲对裂纹周围进行彻底清理,直至裂纹消失;

6、步骤三:焊接修复导轴瓦,将清理好的导轴瓦水平放置,在待修复表面导轴瓦涂敷一层30%质量分数的氯化锌溶液,用氧—乙炔火焰将导轴瓦均匀加热到70℃,然后使用纯锡涂焊导轴瓦壳体以及导轴瓦损坏部位表面,再进行巴氏合金的堆焊;

7、步骤四:质量检查,观察表面有无气孔、裂纹、黄斑,合格的巴氏合金涂层为银灰色;采用敲击听声音的方法检查导轴瓦背向巴氏合金涂层的结构情况;

8、步骤五:焊后修整,使用研磨轴对经刮削后的导轴瓦进行充分研磨,直至无亮点出现,再对导轴瓦合金面进行抛光。

9、作为优选,在步骤二清理导轴瓦表面之前,需将导轴瓦用电炉加热除油,温度控制在130-150℃;导轴瓦出炉后马上趁热放入铸铁导轴瓦基座中,清除铸铁微粒中所含的油污;用质量分数为10-15%的盐酸酸洗15min-20min,再用70-100℃的热水冲去残留酸液;然后在70-100℃质量分数为10%的碱水溶液中进行15min的脱脂;最后用70°-100°的热水冲去残留碱液。

10、作为优选,步骤二中清洗导轴瓦损坏部位,若损坏部分露出导轴瓦壳体,需将暴露的导轴瓦壳体一并清洗;步骤三中补焊的部位有壳体露出时,必须先进行挂锡处理。

11、作为优选,步骤三中进行巴氏合金堆焊时,选用型号为h01-6焊炬,1号喷嘴,采用中性火焰使火焰具有3个明显的区域;采用平对接焊法,使火焰距离导轴瓦80mm,将导轴瓦均匀加热到60-70℃,持焊棒于待焊区域上方,使火焰白色焰心尖端与焊接面呈45°角,保持5mm距离;焊炬作锯齿形摆动动作将焊棒熔化形成焊道,焊道覆盖最底端待修复区域表面后,形成第一焊层;第一焊层完成后,涂刷30%质量分数的氯化锌溶液并去除渣滓和氯化物;采用相同方法进行其余焊层的施焊,使最后焊层高度高于导轴瓦1-2mm。

12、作为优选,对每层的焊道进行重熔,重熔时火焰加热方向与原焊道施焊方向相反,同时用紫铜丝搅动熔化的巴氏合金。

13、作为优选,焊后修整具体包括以下步骤:第一步:浇筑成型后,使用车床加工导轴瓦尺寸;第二步:粗刮,用粗刮刀将焊层高于导轴瓦的部分去掉;第三步:半精刮,用精刮刀去掉粗刮后的留量;第四步:精刮,将研磨轴放入导轴瓦内,上下导轴瓦合拢并用螺钉紧固,反复转动导轴瓦使研磨轴和导轴瓦充分摩擦,之后松开螺钉,取出研磨轴,观察导轴瓦修复部位情况;如出现亮点,需用精刮刀继续修复,修复后重复上述工序,直至无亮点出现;第五步:使用金相砂纸将导轴瓦合金面整体抛光至镜面,用干净棉纱擦拭干净;采用着色探伤的方法对修复后的导轴瓦进行检验,检验结果无裂纹及缺陷则为合格。

14、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

15、(1)本发明的弧形导轴瓦的巴氏合金快速熔铸方式,抢修导轴瓦的巴氏合金不再采用整体热熔浇铸模式,不需要重新加工模具,优化了热熔焊接工艺流程,解决了传统方式的热熔对巴氏合金的焊接耗材损耗量大,不利于资源利用及节能减排的问题。

16、(2)本发明的弧形导轴瓦的巴氏合金快速熔铸方式,可针对不同尺寸、不同弧面的导轴瓦巴氏合金表面热熔焊接修复,并已在多个水电站应用并经过运行检验,成熟可靠,可推广于水泵、电机、工矿企业等涉及到轴承瓦面为巴氏合金的修复加工。

17、(3)本发明的弧形导轴瓦的巴氏合金快速熔铸方式,不仅解决了生产的急需,而且为今后水电站、工矿企业、汽轮机厂的导轴瓦的补焊修复,提供了可借鉴的经验,在实际修复反馈中,具备逐步推广价值。

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