第七章 第三节 船机零件的修复工艺-概论

1、2021-7-1武汉海事学校 杨界1 第三节 船机零件的修复工艺 主讲 杨界 2021-7-1武汉海事学校 杨界2 一、概论 (一)船机零件修复的意义和前提条件 对损坏的船机零件进行修复，不仅可恢复零件的 使用功能、延长使用寿命，而且可节约修船经费， 提高经济效益。 尤其是在没有备件或条件不允许更换备件的情况 下，修复零件或现场修复零件，提高船机设备的 可靠性，保证航行安全和提高船舶的营运效益。 2021-7-1武汉海事学校 杨界3 船机零件修复的前提条件： 合适的修复工艺，规定时间内修复损坏的零件。 零件修复后能够保证足够的强度、刚度和使用 安全，基本恢复原有的技术性能。 零件修复后一般要能

2、使用一个修理间隔期。 船机零件的保修期：运动件3个月，固定件6个月。 零件修复的经济性，零件的修复费用2.O2.O 表表7-7 几种常用修复工艺的单层修补层厚度几种常用修复工艺的单层修补层厚度 2021-7-1武汉海事学校 杨界15 镀铬不能厚，镶套不能薄； 镀铬工艺和热喷涂工艺的修补层只允许制作一层， 镀铁或其他几种焊接工艺，在制作了一层或几层 修补层后，如果厚度不够，可以对已有修补层经 过磨削后，再施加一层修补层，直至达到所需要 的修补层厚度为止。 2021-7-1武汉海事学校 杨界16 零件的结构和尺寸是否限制修复工艺的实施 孔径太小的零件无法进行喷涂，太薄的铸铁零件 不能采用金属扣合工

3、艺等。 修复工艺是否引起零件变形和改变零件材料的 组织与性能 一般不允许变形的零件不能采用气焊、手工电弧 焊、喷焊等普通的焊接工艺。 2021-7-1武汉海事学校 杨界17 修复工艺是否能保证零件的强度和刚度 选用能获得较高的零件强度、修补层强度、修补 层与零件的结合强度的修复工艺。 例如，曲轴的主轴颈磨损失效但自身强度尚足够 的情况下，可采用电弧喷涂或低温镀铁工艺，从 修补层与零件的结合强度和修补层的自身强度来 说，低温镀铁远高于电弧喷涂，应优先选用低温 镀铁工艺进行修复。 2021-7-1武汉海事学校 杨界18 二、机械加工修复工艺 主要通过机械加工，有时需要辅助采用焊接、电 镀、镶套等方

4、法，对损坏的船机零件进行修复的 工艺。 常用的机械加工修复工艺： 修理尺寸法、恢复尺寸法、尺寸选配法、局部更 换法、附加零件法和换位加工修理法。 2021-7-1武汉海事学校 杨界19 (一)修理尺寸法 将已损坏的、两个相互配合的零件中，较贵重、 较难制造的那个零件进行机械加工，在保证其强 度和刚度的前提下，消除工作表面的损伤和几何 形状误差，使其恢复正确的几何形状并获得新的 基本尺寸修理尺寸。 按照该修理尺寸去制造或购买与之相配合的另一 个零件(原有的旧零件报废掉)，使二者恢复原设 计的配合间隙值。 2021-7-1武汉海事学校 杨界20 曲轴的主轴颈和与之相配合的主轴瓦都磨损损坏， 在修理

5、时，是对较贵重、较难制造的曲轴采用修 理尺寸法进行修理，然后按照该修理尺寸去制造 或购买适当加厚的主轴瓦，使二者恢复原设计的 轴承间隙。 主轴瓦的加厚应该是减小轴瓦内孔的直径，而轴 瓦的外圆直径不得改变。 2021-7-1武汉海事学校 杨界21 修理尺寸法符合“相互配合零件磨损后的两项修 复原则”中的第一项原则，即“改变尺寸，恢复 形状和恢复间隙”的原则。 此法广泛应用于：曲轴轴颈与轴瓦，缸套与活塞。 2021-7-1武汉海事学校 杨界22 “修理尺寸”的确定有两种方法。 1.按“最小加工量”确定“修理尺寸” “最小加工量” 为了消除表面损伤和几何形状误差所需从零件上 加工掉的最小尺寸。 修理

6、尺寸=被修理零件的实际尺寸-(或+)最小加 工量 对于轴类零件，取“-”； 对于孔类零件，取“+”。 2021-7-1武汉海事学校 杨界23 修理尺寸法的特点： 被修理零件无“过量加工损耗”，因此零件保留 下来的强度和刚度较大。 缺点是经修理后的零件尺寸很凌乱，失去了互换 性，订购、制造与之相配合的零件很困难，只适 用于单件修理，此法在实际工作中应用较少。 2021-7-1武汉海事学校 杨界24 2.按“分级修理的尺寸级别”确定“修理尺寸” 将零件按规定的分级修理的尺寸级别进行加工， 从而获得修理尺寸。 曲轴“分级修理”的规定： 每隔0.25 mm(直径差)为一个修理尺寸级别， “修理尺寸”=

7、轴颈的原公称直径-0.25 mm的整 数倍。 轴颈的原设计的公称直径为100 mm，对应的修 理尺寸为99.75 mm、99.50 mm、99.25 mm等。 2021-7-1武汉海事学校 杨界25 曲轴轴瓦按分级修理的规定制作“加厚瓦”， 每隔0.25 mm(直径差)为一个加厚级别。 特点： 容易订购与之相配合的零件， 既适合于单件修理，也适合于批量修理， 修理所需的时间较短，在实际工作中应用较多。 缺点： 被修理零件有过量加工损耗，零件的强度和刚度 有一定损失。 2021-7-1武汉海事学校 杨界26 (二)恢复尺寸法 对已损坏的、两个相互配合的零件中，较贵重、 较难制造的那个零件进行机械

8、加工，采用镀铁、 镀铬、电刷镀、堆焊、喷焊等工艺增大零件的尺 寸，最后再进行精加工使其恢复原设计的尺寸和 形状。 重新按照原设计的尺寸和形状去制造或购买一个 与之相配合的新零件，使二者恢复原设计的配合 间隙值。 2021-7-1武汉海事学校 杨界27 曲轴主轴颈和主轴瓦，在采用恢复尺寸法修理时， 是对较贵重、较难制造的曲轴进行修理，而将磨 损超差的主轴瓦作报废处理。 具体方法： 采用曲轴磨床磨削主轴颈，然后采用镀铁工艺增 大主轴颈的尺寸，最后再精加工磨削主轴颈，使 其恢复原设计的尺寸和形状。重新制造或购买符 合原设计尺寸的主轴瓦与修复后的主轴颈相配合， 使二者恢复原设计的配合间隙值。 2021

9、-7-1武汉海事学校 杨界28 恢复尺寸法符合“相互配合零件磨损后的两项修 复原则”中的第二项修复原则，即“恢复尺寸， 恢复形状和恢复间隙”的原则。 既适合于单件修理，也适合于批量修理， 广泛应用于曲轴轴颈的修理。 2021-7-1武汉海事学校 杨界29 (三)尺寸选配法 收集许多套相同规格的、尺寸和形状超差的轴 孔类配合件，分别进行机械加工，消除配合表面 的损伤和几何形状误差后，再按原设计要求的配 合间隙值重新组合配对，组成若干套具有不同的 基本尺寸，但配合间隙符合原设计要求的配合件， 使零件得以修复。 2021-7-1武汉海事学校 杨界30 “尺寸选配法”仅适合于修理新件的原始尺寸差别相对

10、 较大、而磨损量的极限值和几何形状误差的极限值以及 配合间隙值又极小的精密配合件，相同规格的柴油机精 密偶件新件的原始尺寸相差0.0l0.03 mm，而磨损量 的极限值和几何形状误差的极限值以及配合间隙值都仅 为0.0010.003 mm， 被修精密偶件的尺寸变化量仍然小于新件的原始尺寸差 (0.010.03 mm)，此时可以用原来直径较大的轴件(机 械加工后稍微变细)去配原来直径较小的孔件(机械加工 后稍微变粗)， 2021-7-1武汉海事学校 杨界31 尺寸选配法是不适用一般普通的配合件。 缸套与活塞环、曲轴轴颈与轴瓦就无法应用尺寸 选配法。 尺寸选配法也是符合前面所述“相互配合零件磨 损

11、后的两项修复原则”中的第一项修复原则，即 改变尺寸，恢复形状和恢复间隙的原则。 2021-7-1武汉海事学校 杨界32 特点： 简单、方便、经济、快捷； 收集的被修理件越多，越容易配合成对； 但只能使一部分被修理件重新投入使用； 修理后，各对配合件具有不同的基本尺寸，不可 互换。 2021-7-1武汉海事学校 杨界33 (四)局部更换法 贵重的、尺寸较大的零件局部损坏时，在保证强 度的前提下，通过机械加工，除去损坏部位的部 分材料，然后制作一个与机械加工部位缺失材料 部分的形状和尺寸完全相同的新部件，并采用适 当的方法将其固定在损坏部位。 2021-7-1武汉海事学校 杨界34 气缸盖上的气阀

12、阀杆的导孔磨损严重或有穿透性 裂纹时，如果没有气缸盖备件，可以通过镗削加 工将导孔扩大，制作一个铸铁衬套，其外径与扩 大了的导孔相吻合，其内孔与阀杆直径相吻合， 在底面加一个紫铜垫片，圆周面涂上粘接剂，将 衬套过盈镶嵌进去。这样衬套的外圆柱面可密封 住裂纹，衬套内孔能与气阀阀杆形成良好的配合， 气缸盖可恢复使用性能。 2021-7-1武汉海事学校 杨界35 图图7-7 气缸盖上阀杆导孔裂纹的修理气缸盖上阀杆导孔裂纹的修理 1-气缸盖；气缸盖；2-衬套；衬套；3-紫铜垫片；紫铜垫片；4-裂纹裂纹 2021-7-1武汉海事学校 杨界36 镶套时应注意： 镶入衬套的壁厚要合适。 衬套的壁厚不能过薄，

13、以保证不够，无法装夹和 加工。 衬套的壁厚也不能过厚，因为如果衬套的壁厚过 厚，零件本体需要加工掉的材料就过多，有效承 载截面就过小，所以承载能力就不足。 必要时应该对被修零件进行强度校核。 2021-7-1武汉海事学校 杨界37 衬套的材料应与零件的材料具有相同或相近的 热膨胀系数，以免在工作中由于温度的变化产生 热胀冷缩使衬套脱落。 衬套的镶装方法： 砸入法、油压机压入法、热装法、冷装法等。 2021-7-1武汉海事学校 杨界38 活塞顶部烧损或裂纹严重，可将活塞顶损坏的部 分加工除掉，然后制作出新活塞顶。 铸钢活塞采用焊接的方法将新活塞顶与活塞连接， 见图7-8(a)。 图图7-8 活塞

14、顶的局部更换活塞顶的局部更换 1焊缝；焊缝；2新活塞顶；新活塞顶；3新的局部活塞顶；新的局部活塞顶；4去掉螺钉头的螺钉去掉螺钉头的螺钉 2021-7-1武汉海事学校 杨界39 铸铁活塞更换新的“局部活塞顶”， 新的“局部活塞顶”与活塞本体的连接不能采用 焊接工艺，应采用机械连接的方法。 方法：将新的“局部活塞顶”加工成一个大螺塞， 并在原活塞顶上加工出一个相应的大螺孔，然后 将大螺塞涂上粘接剂，旋到大螺孔内。为了防止 大螺塞转动，可在二者结合的圆周线上加工出1 2个M6M12的螺孔，拧入12个螺钉，最后将螺 钉头割掉、磨平，见图7-8(b)。 2021-7-1武汉海事学校 杨界40 (五)附加

15、零件法 零件局部损坏时，在损坏部位额外装配一个零件， 采用适当的方法将其固定，使零件在一定时间内 基本恢复原有功能的方法。 例如增压器壳体外表面漏水，可加工制造一块与损坏部 位形状吻合并稍大一些的铸铁或低碳钢覆板，涂上合适 的密封胶或加垫一块橡胶板，用螺栓将覆板固定在增压 器壳体上； 冷却水管或油管上的腐蚀小孔而漏水或漏油，可用卡箍、 橡胶板和螺栓，将小孔箍住使其密封。 2021-7-1武汉海事学校 杨界41 附加零件法与局部更换法都需要在被修零件上配 置部件， 二者的主要区别： 局部更换法是被修零件在损坏后或经机械加工后， 缺失了部分材料的情况下，配置了与缺失部分的 形状和尺寸完全相同的新部件； 附加零件法是在被修零件无缺失材料的情况下， 额外附加了零件。 2021-7-1武汉海事学校 杨界42 图图7-9 局部更换法应用实例局部更换法应用实例 图图7-10 附加零件法应用实例附加零件法应用实例 2021-7-1武汉海事学校 杨界43 (六)换位加工修理法 零件的连接、配合部位(如螺栓孔、键槽等部位) 因磨损或腐蚀损坏后，将零件翻转一定角度即换 一个位置