摘　要：在冶金行業(yè)中，大型減速機(jī)類(lèi)設(shè)備維修依然存在較多難題，堆焊修復(fù)主要針對(duì)齒輪與軸承，屬于重新進(jìn)行金屬冶煉的過(guò)程。冶金的穩(wěn)定性較強(qiáng)且質(zhì)量水平高，通過(guò)匹配焊接材料與控制修復(fù)工藝，可以切實(shí)提高修復(fù)后齒輪的內(nèi)在質(zhì)量水平，在延長(zhǎng)其使用壽命的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)齒輪的應(yīng)用性能，從而獲得良好的運(yùn)行效果。
關(guān)鍵詞：減速機(jī)軸；齒輪；修復(fù)技術(shù)；應(yīng)用
在冶金行業(yè)中，減速機(jī)屬于通用設(shè)備，制造周期較長(zhǎng)，價(jià)值較高。生產(chǎn)企業(yè)在采購(gòu)非易損件時(shí)具備多種標(biāo)準(zhǔn)，這便使得減速機(jī)打齒事故成為當(dāng)前維修人員十分重視的課題內(nèi)容。某鋼鐵公司減速機(jī)齒輪軸出現(xiàn)斷裂問(wèn)題，導(dǎo)致大齒輪打齒，為了解決此問(wèn)題，維修人員針對(duì)性采用了齒輪修復(fù)以及斷軸配做技術(shù)，在無(wú)備件條件下及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)，保證了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益^[1]。
1　斷軸修復(fù)處理
1.1 斷軸失效的原因分析
一是選材方便，高速軸材料組織疏松，且內(nèi)部存在較多雜物，齒輪軸運(yùn)行期間很容易因韌性不足出現(xiàn)裂紋，且在交變應(yīng)力作用下，裂紋會(huì)不斷延伸擴(kuò)展，以致軸承斷裂。對(duì)此，軸承主要傳遞動(dòng)力時(shí)，材料應(yīng)選擇高淬透性較強(qiáng)的調(diào)質(zhì)鋼材。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，軸肩堆焊修補(bǔ)后不存在過(guò)渡圓角，此時(shí)在集中彎曲力作用下很容易出現(xiàn)疲勞裂紋，從而導(dǎo)致軸斷裂問(wèn)題。三是熱處理方面，在堆焊修復(fù)齒輪軸前，如果沒(méi)有進(jìn)行充分預(yù)熱則會(huì)導(dǎo)致焊接區(qū)域受熱不均問(wèn)題，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。在此力的作用下，很容易出現(xiàn)軸斷裂問(wèn)題。在修復(fù)堆焊后， 若沒(méi)有進(jìn)行較好的熱處理工作，也會(huì)增大堆焊殘余力，降低軸抗交變應(yīng)力，當(dāng)軸承振動(dòng)時(shí)便極易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致斷裂問(wèn)題。四是加工工藝方面，分析測(cè)量發(fā)現(xiàn)，軸頸處的加工尺寸較小，很容易導(dǎo)致軸承間隙過(guò)大問(wèn)題，軸磨損會(huì)加劇斷裂。五是裝配工藝方面，軸振動(dòng)的主要來(lái)源則是高速軸輸入端裝配工藝出現(xiàn)錯(cuò)誤，其會(huì)降低高速軸的疲勞強(qiáng)度，進(jìn)一步加劇磨損，導(dǎo)致斷裂問(wèn)題。
1.2 斷軸修復(fù)技術(shù)
齒輪軸斷面形狀不規(guī)則，在修磨斷面后，其長(zhǎng)度會(huì)減少，完成焊接后的抗彎強(qiáng)度較小，此時(shí)應(yīng)做好斷軸小端的重新配做工作，具體制作工藝如下：一是選擇 42CrMo的調(diào)質(zhì)膠棒作為制造材料，一端根據(jù)原尺寸進(jìn)行配做。另一端則加工為長(zhǎng)軸，并配合打造加工孔。二是兩配合面坡口進(jìn)行焊接處理。三是加工修磨軸面機(jī)^[2]。
2　齒輪修復(fù)技術(shù)
2.1 技術(shù)準(zhǔn)備
工作人員在制定修復(fù)技術(shù)方案時(shí)應(yīng)結(jié)合齒輪參數(shù)、使用情況以及材料特性等內(nèi)容，選擇合理科學(xué)的焊接技術(shù)，且焊接期間需要進(jìn)行強(qiáng)化修復(fù)，采用多種焊接材料。一是打底層焊接，為了保證材料的韌性與強(qiáng)度，應(yīng)有效采用高合金焊接材料，將其作為打底層焊接材料，以獲得機(jī)械性能良好的焊接組織。二是完成填充焊接，為了獲得較好的強(qiáng)度與韌性，提高機(jī)械性能，焊接填充層時(shí)應(yīng)采用高強(qiáng)度焊接材料，以充分保證焊接后齒輪的抗沖擊能力，避免此后出現(xiàn)脆性斷裂問(wèn)題。三是強(qiáng)化耐磨焊接，為了保證齒面的耐磨性與設(shè)計(jì)擁堵，工作人員應(yīng)粗打磨焊接后的填充層，并預(yù)留1mm厚度，焊接表面耐磨強(qiáng)化層。在焊接修復(fù)期間采用進(jìn)口的高合金焊接材料，綜合采用局部熱處理技術(shù)與應(yīng)力消除技術(shù)，以有效杜絕焊接內(nèi)應(yīng)力的轉(zhuǎn)變，在增強(qiáng)材料抗沖擊性的基礎(chǔ)上，防治裂紋的產(chǎn)生，保證合理的齒面硬度指標(biāo)。四是精修研，工作人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及數(shù)據(jù)信息完成精修研工作。五是制作工裝，工作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工情況，制作專(zhuān)門(mén)熱處理工裝，局部熱處理修復(fù)齒輪。
2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)
一是清洗，工作人員應(yīng)全面清洗齒輪，利用無(wú)損探傷技術(shù)檢測(cè)齒面裂紋情況。二是綜合檢測(cè)，據(jù)此明確齒輪情況，判斷是否除了磨損外還存在其他缺陷。三是去疲勞層，去除焊接齒輪疲勞層后再次探傷，保證焊接前不存在其他缺陷問(wèn)題。四是控制焊接工藝，焊接時(shí)采用低熱量輸入焊接技術(shù)，做好齒面溫度的控制工作，減少焊接應(yīng)力的產(chǎn)生，打底層應(yīng)采用短弧短焊道，在完成焊接后，錘擊至焊縫出現(xiàn)明顯的變形。同時(shí)，焊接期間應(yīng)嚴(yán)格控制焊層厚度與焊道長(zhǎng)度，利用半自動(dòng)氣體保護(hù)焊修復(fù)填充層，做好齒形變形的控制工作，為此后的焊接留出尺寸空間。完成焊接后還應(yīng)修磨填充層，利用氫弧焊焊接耐磨層，通過(guò)精確收弧明確過(guò)渡區(qū)域的性能。需要注意的是，工作人員應(yīng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)齒輪變形參數(shù)與焊接應(yīng)力數(shù)據(jù)，以此明確焊接位置，在嚴(yán)格控制焊接變形范圍的基礎(chǔ)上，調(diào)整焊接量。焊接期間還應(yīng)通過(guò)振動(dòng)方法降低焊接應(yīng)力，并嚴(yán)格控制材料層量比例，確保焊縫材料膨脹系數(shù)與母體材料保持一致。五是重視尺寸精度恢復(fù)以及焊后處理工作，在調(diào)整與穩(wěn)定化處理焊縫性能時(shí)采用局部熱處理技術(shù)，保證焊縫耐熱性達(dá)到最佳狀態(tài)。完成焊后處理工作后，相關(guān)工作人員還應(yīng)精修磨制作樣板與聯(lián)齒靠模的修復(fù)部位，模擬跑合驅(qū)動(dòng)齒輪，保證嚙合率可以高于70%，必要時(shí)還可以進(jìn)行盤(pán)車(chē)配研，以保證整體精度^[3]。
3　實(shí)際應(yīng)用效果
一是修復(fù)齒輪軸與齒輪后，減速機(jī)運(yùn)行4個(gè)月后，振動(dòng)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行需求，為新設(shè)備的采購(gòu)提供充足時(shí)間。修復(fù)后齒輪嚙合時(shí)存在明顯振動(dòng)，頻率較高。二是齒輪軸與齒輪損壞后短時(shí)間內(nèi)便可以修復(fù)繼續(xù)使用，減少了維修時(shí)間與成本，避免了備件更換問(wèn)題^[4]。
4　結(jié)束語(yǔ)
分析減速機(jī)高速斷軸原因后，工作人員應(yīng)針對(duì)性的采用修復(fù)技術(shù)，在解決斷軸問(wèn)題的基礎(chǔ)上，促進(jìn)減速機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。實(shí)踐表明，分析齒輪軸打齒與斷軸原因，并采用的應(yīng)對(duì)措施可靠實(shí)用，值得在此后的工業(yè)生產(chǎn)中得到進(jìn)一步的推廣與使用。
參考文獻(xiàn)：
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