
直軸,是對轉(zhuǎn)子的永久性彎曲變形的矯直。轉(zhuǎn)子的彎曲是由應力所引起的,當其應力大于轉(zhuǎn)子材料的彈性極限時就產(chǎn)生了永久的彎曲變形。因此,直軸實質(zhì)上是通過一些方法,人為地在轉(zhuǎn)子彎曲部位制造一個應力來減弱或抵消其原有應力的作用。
直軸方法很多,常用的直軸方法有以下幾種。
(1)局部加熱直軸法:將轉(zhuǎn)子凸起的部位向上放置,在彎曲最大的地方進行局部的軸向加熱。加熱范圍:軸向長為0.10 ~0.15D,圓周向?qū)挒?.3D(D為加熱處軸的直徑)。為了控制加熱面積,一般都用隔熱材料將軸包扎好,只在局部需加熱的地方按需加熱部位的尺寸開一孔。加熱溫度不得超過500~550℃,控制在材料的回火溫度內(nèi),否則會使軸過熱,金屬組織發(fā)生變化。該方法直軸的原理,是人為地使轉(zhuǎn)子凸出部位受熱,使其局部受到一個壓應力的作用,使轉(zhuǎn)子反方向彎曲,來抵消原來的彎曲。
(2)機械直軸法:即用捻棒冷打材料。將轉(zhuǎn)子彎曲最大部位的凹處向上放置,凸出處支承住。捻棒緊貼轉(zhuǎn)子彎曲的凹入部位,用1~2kg重的錘子敲打捻棒。捻打應從彎曲最大處的中央開始沿圓周兩側(cè)均勻移動,每個斷面的捻打長度為三分之一圓周長。它的原理是通過對凹入部位的捻打,讓這部分材料受拉伸應力的作用使纖維拉長,達到矯直的目的。
(3)局部加熱機械直軸法:其直軸原理、加熱部位和方法與局部加熱直軸法基本相同,不同之處在于,加熱后還人為地在轉(zhuǎn)子凸出部位施加一個外力,使應力能提前超過材料的彈性極限,達到轉(zhuǎn)子矯直的目的。
上述三種直軸方法是使軸凸出部位的材料纖維受到壓縮,使其受壓應力(如局部加熱直軸法、局部加熱機械直軸法)或使凹側(cè)的材料纖維拉伸,使其受到拉伸應力(如機械直軸法)來達到直軸的目的。
這三種方法有一個共同的缺點,即矯直后,在一小段軸的材料內(nèi),有較大的殘留應力存在。這些應力決定著矯直轉(zhuǎn)子的彎曲力矩。轉(zhuǎn)子在運行時,矯直部位上的殘余應力可能導致轉(zhuǎn)子裂紋,對合金鋼的轉(zhuǎn)子尤其危險。而且,這幾種方法對結構復雜的轉(zhuǎn)子都不適用。
(4)熱狀態(tài)直軸法(即通常稱的松弛法):松弛是金屬在高溫下的一種特性,即在一定的溫度下,由于溫度效應使金屬部件的應力水平有所降低,材料呈現(xiàn)松弛狀態(tài)。松弛法直軸,就是在轉(zhuǎn)子處于松弛狀態(tài)下進行的直軸,由于應力水平較低,使直軸的危險性也降低一些。為了使轉(zhuǎn)子加熱均勻,通常采用電感應加熱法,對轉(zhuǎn)子彎曲部位的整個圓周進行加熱。一般當溫度達到 580 ~650℃(采用多高的溫度,取決于轉(zhuǎn)子材料的化學成分,所控制的最高溫度不得超過此種材料的回火溫度)時,再對轉(zhuǎn)子彎曲處的凸出側(cè)加壓,從而使轉(zhuǎn)子得到矯正。這種方法還可以直接利用轉(zhuǎn)子的冷卻過程對轉(zhuǎn)子進行退火處理,以達到消除殘余應力的目的。