防止大齒圈變形的工藝控制

□□張秀華,彭城

防止大齒圈變形的工藝控制

Process Control to Provent Gear Rim from Deformation

□□張秀華,彭城

隨著水泥生產(chǎn)規(guī)模的擴大，設(shè)備的規(guī)格也在增大，大齒輪的直徑和重量隨之增大（如我公司生產(chǎn)的? 4.8m×72m回轉(zhuǎn)窯大齒輪凈重達26t），大齒輪的強度和剛性則相應(yīng)降低，控制大齒輪變形成為加工制造的重點。

針對水泥廠經(jīng)常出現(xiàn)的問題，我們在總結(jié)傳統(tǒng)加工工藝的基礎(chǔ)上，重新制定了大齒輪加工工藝過程，改進了工藝細節(jié)幾年的實踐證明，新工藝實用、有效，完全控制了齒輪的變形，壽命大大增加，從而保證了主機設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，取得了較好的效果。

傳統(tǒng)大齒輪的加工工藝過程是：劃線→粗銑哈夫面→把合→粗加工→精銑哈夫面→鉆鉸孔、把合→精加工→滾齒→拆開→發(fā)貨。

以上工藝過程存在的主要問題是：

（1）粗加工后，因無時效處理，大齒輪內(nèi)應(yīng)力無法消除，變形問題存在于整個工藝過程中。

（2）精銑哈夫面后沒有對哈夫面進行修研，消除不了半精車后產(chǎn)生的應(yīng)力變形和由于機床精度不夠產(chǎn)生的形位誤差，造成兩半齒輪把合后，接合面閃縫較大。

（3）應(yīng)用專用的加長滾刀對大模數(shù)、大變位齒輪進行滾齒，否則最后加工完的齒形不完全，使用過程中出現(xiàn)扛肩現(xiàn)象。

（4）因大齒輪直徑大、噸位重，在運輸和起吊過程中容易產(chǎn)生變形，造成大齒輪在安裝過程中達不到安裝標準要求。

合理的工藝路線是產(chǎn)品質(zhì)量的首要保證，針對以上存在問題，我們進行了創(chuàng)新、改進。新工藝在傳統(tǒng)加工工藝的基礎(chǔ)上，增加了以下6個工序：a粗開齒；b探傷檢查；c退火處理；d精修研哈夫面；e接合面墊銅墊片；f采用專用加長滾刀進行滾齒；g加防變形保護工裝。其優(yōu)點是：

（1）粗開齒

在市場經(jīng)濟下，企業(yè)的經(jīng)營模式為定單式，即以銷定產(chǎn)，尤其大型設(shè)備均為單件小批量生產(chǎn)，大齒輪用的材質(zhì)有鑄鋼42CrMo或ZG310－570，由于產(chǎn)品制造周期短，購到的鑄造大齒輪毛坯，都是鑄造好后就進廠，沒有充足的時間進行時效處理，所以存在很大的鑄造應(yīng)力。對大齒輪進行粗開齒，可以將大量的無用鐵屑車制下來，同時消除部分鑄造應(yīng)力。另外在普通的刨床和開齒機上即可對大齒輪進行粗開齒，通過粗開齒縮短了大齒輪在滾齒機上的精滾時間，提高了工效，有效利用了機床。

（2）探傷檢查

對粗加工和粗開齒后大齒輪進行探傷檢查，檢查鑄造件內(nèi)部是否存在氣孔、砂眼、裂紋等鑄造缺陷，如有根據(jù)要求進行修補。如修補后又產(chǎn)生了焊接應(yīng)力，通過下一步退火處理即可消除，避免了大齒輪在精滾齒后再次出現(xiàn)問題。

（3）退火處理

將粗開齒后的大齒輪，放到退火爐內(nèi)進行退火處理。通過該工序可將鑄造應(yīng)力消除70%～90%，從而穩(wěn)定大齒輪的形狀和尺寸。

（4）修研哈夫面

通過粗開齒和退火處理后鑄造應(yīng)力消除到85%左右，還存有少量的殘余應(yīng)力。大齒輪經(jīng)過半精車、精銑哈夫面后，由機床產(chǎn)生的形位誤差和后續(xù)的半精車加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使得兩半齒輪把合后接合面閃縫，為消除接合面縫隙，將齒輪打開，由人工對接合面進行研磨。具體做法是：將半齒輪落入地坑中，小平臺在哈夫面上用紅丹粉配合研磨，把高點用拋光機拋平至每平方厘米1～2點，最后將兩半齒輪把合為一體，用塞尺檢驗研磨效果，直到接合面縫隙在0.02mm以內(nèi)。

（5）接合面墊銅墊片

大齒輪在使用過程中由于受熱、受力變形等影響，接合面處輪齒節(jié)距比初裝時要大，在嚙合時易產(chǎn)生振動和噪聲而損壞齒輪。我們在大齒輪滾齒前在結(jié)合面處加0.2mm的銅皮，滾齒加工完后再去除。當設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時，由于熱膨脹，結(jié)合面處輪齒節(jié)距剛好因加大而與其他輪齒節(jié)距相等，避免了因齒圈在此處的節(jié)距誤差產(chǎn)生振動和沖擊。

（6）采用專用加長滾刀滾齒

隨著產(chǎn)品規(guī)格的增大，大齒輪的直徑也在不斷增大，大模數(shù)、大變位齒輪得到應(yīng)用。如：?4.8m×72m回轉(zhuǎn)窯大齒輪直徑為7600mm，模數(shù)40，齒數(shù)188。采用滾齒機加工齒輪時，如果模數(shù)、變位系數(shù)較大，齒數(shù)較多，滾刀切削刃長度必須重新計算，否則可能出現(xiàn)滾刀切削刃長度不足，滾出的齒輪齒頂為非漸開線齒廓，大小齒輪嚙合時會產(chǎn)生“抗背”現(xiàn)象。在加工這類大齒輪時，我們都與刀具廠訂購特制加長滾刀，用加長滾刀滾齒有效避免了“抗背”現(xiàn)象的發(fā)生。

（7）加防變形保護工裝(圖1)

由于大齒輪重達幾十噸，在吊裝及運輸過程中受外力作用容易產(chǎn)生變形，為此在發(fā)貨前我們對大齒輪用防變形工裝進行保護。該工裝是由槽鋼和鋼板焊接而成的，和大齒輪把合孔聯(lián)接，用擋塊在齒輪的內(nèi)圓及齒谷處定位，不但起到防變形作用，哈夫面還免受刮傷。

通過以上的工藝過程控制，保證了大齒輪的制造質(zhì)量，幾年來沒有因為大齒輪的制造質(zhì)量問題影響主機設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。產(chǎn)品出口美國、日本、巴基斯坦、孟加拉、緬甸、阿曼、土耳其、老撾、柬埔寨、等國，并在哈薩克海德堡、拉法基、臺灣亞東等項目上使用，受到了用戶的好評。

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2010－01－01；編輯：呂 光