液壓鉗開口齒輪齒面磨損修復工藝

郭曉虎

（中國石化江漢油田分公司井下作業處，湖北潛江 433123）

液壓鉗開口齒輪齒面磨損修復工藝

郭曉虎

（中國石化江漢油田分公司井下作業處，湖北潛江 433123）

針對井下作業3YC液壓鉗開口齒輪使用開口齒圈損壞頻繁、不易修復等狀況進行了分析和探討，提出了相應的開口齒輪修復工藝，摸索出了一種易于修補、操作簡單的3YC液壓鉗開口齒輪磨損齒面修復工藝。新的修復工藝方法的應用，提高了開口齒輪的重復利用率，降低了生產成本。

開口齒輪；修復技術；工藝改進

1 概況

3YC液壓鉗是作業時用于起下油管的設備，它是液壓鉗內的一個重要配件。為了修舊利廢，節約成本，近幾年一直從事液壓鉗開口齒輪磨損齒面的修復工作。

2 液壓鉗開口齒輪使用現狀

液壓鉗內的開口齒輪在使用時，由于使用頻繁、加上重載、腐蝕等惡劣環境影響，經常出現開口處齒面磨損、斷齒等現象發生。既影響生產，又浪費了成本，因此我們改進了液壓鉗開口齒輪修復工藝。

3 齒輪齒面修復工藝

3.1 堆焊工藝

3.1.1 焊前準備

①清理齒面 將磨損齒面的油污、銹蝕等贓物清理干凈，去掉硬化層。

②齒面檢查 檢查磨損齒面待焊部位有無裂紋等缺陷，若發現應及時打磨掉。

③測定齒輪主要參數 用預制齒形樣板標定出待焊齒面尺寸，確定堆焊量。

④選擇堆焊材料 選用φ3.2 J506焊條，從掉齒部位根部堆焊齒高的1/3，然后再用D172牌號堆焊焊條，該焊條熔敷金屬主要成份為4鉻2鉬或堆 D212 EDPCrMo-A4-03 鉻鉬型堆焊焊條，用于堆焊其余部位。

3.1.2 堆焊齒面

堆焊是在工件的表面或邊緣進行熔敷一層耐磨、耐蝕、耐熱等性能金屬層的焊接工藝。不同的工件和堆焊焊條要采用合適的焊條、不同的堆焊工藝。

①焊條使用前嚴格按規定250～300℃烘焙1～2h。保溫150℃，隨用隨取。焊接電流90～120A，堆焊從齒根開始沿齒寬方向堆焊，每個齒堆焊5道左右，其中齒面4道，齒頂1道，采用對稱跳焊順序。對焊層間溫度不低于150℃。焊前單齒面預熱溫度在300℃左右，齒根的預熱溫度必須保證。

②為盡量避免母材過多地熔入焊道，要求施焊時焊條不作擺動，電弧電壓要低，運條速度適中，焊條傾角以60～80℃之間，焊速為10cm/min。焊道之間要搭接良好，各焊道的起止點要錯開，收弧時要填滿弧坑。

③每焊完一道焊縫，應徹底清除熔渣及飛濺物，并及時檢查有無裂紋、夾渣及氣孔等缺陷，一經發現應加以返修。焊后要及時放入生石灰箱中保溫，至少保溫12h后取出。

3.1.3 焊后處理

①齒面堆焊量全部達到要求后，粗加工打磨，確認堆焊質量合格后，可采用銑床加工齒形。由于齒面堆焊量的差異，齒形加工時需重新考慮齒輪的定位參數基準。

②齒形加工前應對整個齒輪齒面堆焊層進行硬度測定，單齒面測定點不少于2點。測定后平均硬度值≥40HRC，滿足原設計要求。

3.2 車削工藝

用車床將堆焊好的開口齒輪齒圈車光，保證齒頂圓直徑為270。

3.3 銑削工藝

（1）檢查和測量需修復齒坯尺寸：銑削后的齒輪質量與齒坯有很大關系，主要檢查車削后的齒頂圓尺寸，便于在調整切削深度時根據實際齒頂圓直徑予以增減，以保證分度圓齒厚的正確。

（2）設計一套齒輪銑削時的裝夾胎具，檢查齒坯的孔徑尺寸與裝夾胎具芯軸尺寸的間隙是否適當，以保證齒坯與胎具芯軸的正確配合，不然會使銑出的齒槽深淺不一。

（3）分度計算與調整：選擇FW160分度頭，轉一圈為9°，因此分度手柄轉40轉，主軸才轉1轉360°。根據開口齒輪齒數76選擇分度盤孔圈數38，在定數為40的分度頭上加工，分度手柄應搖40/76=20/38轉。

（4）選擇銑刀型號：根據齒頂圓直徑270和齒數76，算出模數m≈3.5，選用m=3.5mm，a=20°的盤形齒數銑刀。

（5）銑削齒形：選擇銑床主軸轉數為60r/min，走刀量為23.5mm/min，吃刀量為7.5mm深，仔細裝夾，校正齒坯，開始銑削齒形，每銑一齒后，松開分度叉緊定螺釘，手柄向一個方向均勻轉動，對應在分度盤38孔圈內搖過20個孔距，調整分度叉，銑削修復第二個齒形，依次重復直至銑削完畢。

3.4 液壓鉗開口齒輪修復工藝創新點和技術關鍵

（1）液壓鉗開口齒輪修復新工藝與以前的修復工藝相比，創新點是：（1）該結構鋼焊條J422、J506為堆焊焊條D172、D212。（2）采用焊前預熱，控制層間溫度，焊后緩冷的堆焊方法。（3）改手工磨齒為銑床銑齒。

（2）技術關鍵：開口齒輪修復使用的加工工藝，更換了堆焊焊條的牌號，采用堆焊齒圈—保溫正火—車削齒圈外徑—銑削齒形的工藝方法來修復開口齒輪，并針對開口齒輪體積較大，銑削時虎鉗裝夾不緊的情況，設計了一套齒輪裝夾胎具，該胎具由定位軸、定位套、壓緊螺帽、擋板和擋片組成。

4 經濟效益分析

液壓鉗齒輪修復經過銑平—堆焊—車削—銑齒四道工序，合計維修費800元，工藝改進后修復的齒圈與新齒輪性能一致。

一個新齒輪外購費用為1 800元，每修復一個齒輪可節省費用1 000元，工藝改進后，降低了生產成本，每年預計可提高經濟效益10多萬元。

5 結束語

液壓鉗開口齒輪修復工藝技術，對非滲碳齒輪齒面缺陷均可采用，修復后的齒輪齒面具有較好的塑性、沖擊韌性及良好的耐磨性，勞動強度低，消耗成本少，值得推廣。

Repairing Process of Tooth Surface Wear of Open Gear of Hydraulic Press

Guo Xiao-hu

In view of the frequent damage and diffi culty in repairing the open gears of 3YC hydraulic tongs，the corresponding open-gear repair technology is proposed and a 3YC hydraulic pressure that is easy to repair and easy to operate is worked out.Tooth Surface Repairing Technology of Wearing Gear with Opening.The application of the new repairing method improves the reusability of the open gear and reduces the production cost.

open gear；repair technology；process improvement

TH132.4

B

1003-6490（2016）07-0075-02

2016-07-06

郭曉虎（1973—），男，湖北黃岡人，工程師，主要研究方向為石油工程。