關(guān)于減速機(jī)軸和齒輪修復(fù)技術(shù)的分析與運(yùn)用研究

郭紹佐

摘要：文章以減速機(jī)軸和齒輪斷裂問題為例，分析斷軸故障的原因并提出了相應(yīng)的修復(fù)處理技術(shù)，對此修復(fù)過程中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行研究，并通過實(shí)際應(yīng)用效果來證明此修復(fù)技術(shù)的可行性。

關(guān)鍵詞： 減速機(jī)軸;齒輪;修復(fù)

1引言

減速機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中比較常用的機(jī)械設(shè)備，不僅具有較長的制造周期，而且具有較高的價(jià)值，對于生產(chǎn)企業(yè)來說，在進(jìn)行非易損件的采購過程中，由于標(biāo)準(zhǔn)類型較多，容易在使用中出現(xiàn)減速機(jī)打齒故障，這主要由于齒輪軸出現(xiàn)了斷裂而引起的，這就需要通過齒輪修復(fù)和斷軸配做技術(shù)的應(yīng)用，及時恢復(fù)生產(chǎn)，減少此故障對工業(yè)生產(chǎn)以及企業(yè)運(yùn)營所造成的損失。

2斷軸修復(fù)處理

2.1斷軸故障的原因分析

由于減速機(jī)齒輪軸的選材比較方便，如果出現(xiàn)所選擇的高速軸材料具有較為疏松的組織，其中的雜物數(shù)量也比較多，容易造成齒輪軸韌性不足而早運(yùn)行中發(fā)生斷裂問題。而且由于齒輪軸一直處于交變應(yīng)力作用下，這也會使得此斷裂問題不斷延伸而造成軸承斷裂問題。為此，軸承作為傳遞動力的重要部件，在進(jìn)行材料選擇時需要盡量選擇具有較強(qiáng)高淬透性的調(diào)質(zhì)鋼材料。第二個原因需要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面分析，如果在對軸肩進(jìn)行堆焊修補(bǔ)之后沒有進(jìn)行過渡圓角的設(shè)置，如果出現(xiàn)集中彎曲力的影響則會增加疲勞裂紋的數(shù)量，嚴(yán)重時會造成軸斷裂的問題。第三個原因需要從熱處理方面分析，在對齒輪軸進(jìn)行堆焊修復(fù)之前沒有做好預(yù)熱工作而導(dǎo)致焊接作業(yè)時出現(xiàn)受熱不均問題并產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這就會造成軸斷裂問題。此外，如果經(jīng)過焊接修復(fù)之后沒有做好熱處理，也會導(dǎo)致堆焊殘余力的增加以及軸抗交變應(yīng)力的降低，在設(shè)備運(yùn)行中一旦出現(xiàn)軸承振動則會導(dǎo)致斷裂問題的增加。第四個是從加工工藝上進(jìn)行分析，如果經(jīng)過分析測量之后得出軸頸位置的加工尺寸比較規(guī)定尺寸小，這就會加大軸承間隙和軸承運(yùn)行中的磨損問題，這也增加了軸斷裂的概率。最后是從裝配工藝上進(jìn)行分析，由于出現(xiàn)高速軸輸入端裝配工藝出錯的問題會導(dǎo)致軸的振動問題，同時也會導(dǎo)致高速軸疲勞強(qiáng)度的降低，造成其磨損問題的不斷加劇，增加出現(xiàn)斷裂問題的概率。

2.2斷軸修復(fù)技術(shù)

由于在齒輪軸斷裂之后出現(xiàn)斷面形狀的不規(guī)則現(xiàn)象，如果對此不規(guī)則的斷面進(jìn)行修磨則會減少其長度，而且在焊接修復(fù)之后也會降低其抗彎強(qiáng)度，這就需要做好斷軸修復(fù)過程中的重新配做工作。此工作主要是針對斷軸的小端開展，所用的制作材料是材質(zhì)為42CrMo的調(diào)質(zhì)膠棒，在配做作業(yè)中，其中的一端需要按照原來的尺寸開展，而另外一端則需要加工為常州并進(jìn)行加工孔的制作。然后在上述基礎(chǔ)上焊接處理兩個配合面的坡口，最后對軸面機(jī)進(jìn)行加工修磨。

3齒輪修復(fù)技術(shù)要點(diǎn)與對策

3.1技術(shù)準(zhǔn)備

在開展修復(fù)技術(shù)方案的制定和實(shí)施之前，需要先對焊接技術(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇，保證其滿足齒輪參數(shù)、使用情況和材料特性等要求，在焊接過程中還需要通過多種焊接材料的應(yīng)用來進(jìn)行強(qiáng)化修復(fù)。具體地說，首先在打底層焊接作業(yè)中，需要應(yīng)用高合金焊接材料來開展焊接作業(yè)，保證其韌性和強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，確保焊接完成之后得到的焊接組織具有良好的機(jī)械性能。其次是在填充焊接時需要使用高強(qiáng)度焊接材料來保證焊接填充層具有良好的強(qiáng)度和韌性等機(jī)械性能，提升齒輪修復(fù)之后的抗沖擊能力密封，避免再次出現(xiàn)脆性斷裂問題。再次是在焊接作業(yè)中進(jìn)行耐磨強(qiáng)化層的焊接和粗打磨工作，預(yù)留1mm的厚度，所用材料也為高合金焊接材料，保證齒面的耐磨性和設(shè)計(jì)強(qiáng)度，合理應(yīng)用局部熱處理技術(shù)和應(yīng)力消除技術(shù)來避免出現(xiàn)焊接內(nèi)應(yīng)力轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)材料抗沖擊性能的提升，避免出現(xiàn)裂紋問題。最后就是在精修工作中需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況以及數(shù)據(jù)信息來開展，此外，還要在工裝制作中，進(jìn)行專門熱處理工裝的制作來保證滿足現(xiàn)場施工情況要求，實(shí)現(xiàn)對齒輪的局部熱處理修復(fù)。

3.2施工技術(shù)要點(diǎn)

首先在修復(fù)作業(yè)之前需要對齒輪進(jìn)行全面清洗，并且使用無損探傷技術(shù)對其齒面裂紋情況進(jìn)行檢測。在上述基礎(chǔ)上開展綜合檢測工作，掌握齒輪實(shí)際情況，并且對其是否是磨損或者其他缺陷進(jìn)行判斷。其次是對齒輪的疲勞層進(jìn)行去除，然后再進(jìn)行探傷檢測，排除其他缺陷問題。再次，最重要就是做好對焊接工藝的控制。通過低熱量輸入焊接技術(shù)的應(yīng)用做好對焊接工藝的控制，重點(diǎn)做好對齒面溫度的控制來減少焊接應(yīng)力。在對打底層進(jìn)行焊接時需要采用短弧短焊道的焊接方式，并且在焊接之后對焊縫進(jìn)行錘擊至其出現(xiàn)明顯變形。在上述過程中需要做好對焊層厚度好餓焊道長度的控制，在進(jìn)行填充層焊接時采用半自動氣體保護(hù)焊的方式，并且在此焊接作業(yè)中做好對齒形變形情況的控制工作，保證所預(yù)留的尺寸空間滿足后續(xù)焊接作業(yè)要求。針對焊接完成的填充層需要開展修磨工作，對耐磨層需要采用氫弧焊的方式，而且在此過程中需要對收弧進(jìn)行精確控制，對過渡區(qū)域的性能進(jìn)行明確。在焊接作業(yè)中為了明確焊接位置并對焊接變形范圍進(jìn)行嚴(yán)格控制，需要對齒輪變形參數(shù)和焊接應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)檢測，對焊接量進(jìn)行實(shí)時調(diào)整。為了降低焊接應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對材料層量比例的嚴(yán)格控制，還要采用振動方法來確保焊縫材料的膨脹系數(shù)與母體材料的數(shù)值一直。最后就是做好尺寸精度恢復(fù)和焊后處理工作，通過局部熱處理技術(shù)對焊縫性能進(jìn)行調(diào)整以及開展穩(wěn)定化處理，確保其耐熱性達(dá)標(biāo)。而且在焊后處理中，需要對支座樣板以及聯(lián)齒靠模的修復(fù)部位進(jìn)行精修磨，保證通過對驅(qū)動齒輪的模擬跑和的嚙合率在70%以上，或者是開展盤車配研工作來確保整體精度達(dá)標(biāo)。

4實(shí)際效果分析

按照本文中的方法對齒輪軸和齒輪進(jìn)行修復(fù)之后，在后續(xù)的長時間運(yùn)行中對減速機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其振動數(shù)據(jù)滿足生產(chǎn)線運(yùn)行需求，保證其穩(wěn)定運(yùn)行，等待新設(shè)備的采購和安裝使用。但是在齒輪修復(fù)之后的嚙合過程中存在顯著的振動問題，而且頻率較高。此外，經(jīng)過上述修復(fù)之后可以保證在短時間內(nèi)恢復(fù)其正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了維修時間和成本的減少，也減少了由于更換備件而增加的成本。

5結(jié)語

針對工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的減速機(jī)，其運(yùn)行中出現(xiàn)高速軸斷裂問題之后，需要合理分析其原因并采取修復(fù)技術(shù)來解決。通過本文的分析以及修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用之后，不僅保證減速機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，而且減少了此修復(fù)過程中的成本消耗，值得在工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

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