關于減速機軸和齒輪修復技術的分析與運用研究

郭紹佐

摘要：文章以減速機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的修復處理技術，對此修復過程中的技術要點進行研究，并通過實際應用效果來證明此修復技術的可行性。

關鍵詞： 減速機軸;齒輪;修復

1引言

減速機是工業(yè)生產(chǎn)中比較常用的機械設備，不僅具有較長的制造周期，而且具有較高的價值，對于生產(chǎn)企業(yè)來說，在進行非易損件的采購過程中，由于標準類型較多，容易在使用中出現(xiàn)減速機打齒故障，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和斷軸配做技術的應用，及時恢復生產(chǎn)，減少此故障對工業(yè)生產(chǎn)以及企業(yè)運營所造成的損失。

2斷軸修復處理

2.1斷軸故障的原因分析

由于減速機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行中發(fā)生斷裂問題。而且由于齒輪軸一直處于交變應力作用下，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，在進行材料選擇時需要盡量選擇具有較強高淬透性的調(diào)質(zhì)鋼材料。第二個原因需要從結(jié)構(gòu)設計方面分析，如果在對軸肩進行堆焊修補之后沒有進行過渡圓角的設置，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，在對齒輪軸進行堆焊修復之前沒有做好預熱工作而導致焊接作業(yè)時出現(xiàn)受熱不均問題并產(chǎn)生內(nèi)應力，這就會造成軸斷裂問題。此外，如果經(jīng)過焊接修復之后沒有做好熱處理，也會導致堆焊殘余力的增加以及軸抗交變應力的降低，在設備運行中一旦出現(xiàn)軸承振動則會導致斷裂問題的增加。第四個是從加工工藝上進行分析，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致軸的振動問題，同時也會導致高速軸疲勞強度的降低，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斷軸修復技術

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)則的斷面進行修磨則會減少其長度，而且在焊接修復之后也會降低其抗彎強度，這就需要做好斷軸修復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行加工孔的制作。然后在上述基礎上焊接處理兩個配合面的坡口，最后對軸面機進行加工修磨。

3齒輪修復技術要點與對策

3.1技術準備

在開展修復技術方案的制定和實施之前，需要先對焊接技術進行科學選擇，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用來進行強化修復。具體地說，首先在打底層焊接作業(yè)中，需要應用高合金焊接材料來開展焊接作業(yè)，保證其韌性和強度達標，確保焊接完成之后得到的焊接組織具有良好的機械性能。其次是在填充焊接時需要使用高強度焊接材料來保證焊接填充層具有良好的強度和韌性等機械性能，提升齒輪修復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)中進行耐磨強化層的焊接和粗打磨工作，預留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計強度，合理應用局部熱處理技術和應力消除技術來避免出現(xiàn)焊接內(nèi)應力轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，實現(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，實現(xiàn)對齒輪的局部熱處理修復。

3.2施工技術要點

首先在修復作業(yè)之前需要對齒輪進行全面清洗，并且使用無損探傷技術對其齒面裂紋情況進行檢測。在上述基礎上開展綜合檢測工作，掌握齒輪實際情況，并且對其是否是磨損或者其他缺陷進行判斷。其次是對齒輪的疲勞層進行去除，然后再進行探傷檢測，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的應用做好對焊接工藝的控制，重點做好對齒面溫度的控制來減少焊接應力。在對打底層進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，在進行填充層焊接時采用半自動氣體保護焊的方式，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行精確控制，對過渡區(qū)域的性能進行明確。在焊接作業(yè)中為了明確焊接位置并對焊接變形范圍進行嚴格控制，需要對齒輪變形參數(shù)和焊接應力數(shù)據(jù)進行動態(tài)檢測，對焊接量進行實時調(diào)整。為了降低焊接應力，實現(xiàn)對材料層量比例的嚴格控制，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和焊后處理工作，通過局部熱處理技術對焊縫性能進行調(diào)整以及開展穩(wěn)定化處理，確保其耐熱性達標。而且在焊后處理中，需要對支座樣板以及聯(lián)齒靠模的修復部位進行精修磨，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標。

4實際效果分析

按照本文中的方法對齒輪軸和齒輪進行修復之后，在后續(xù)的長時間運行中對減速機的運行參數(shù)進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其振動數(shù)據(jù)滿足生產(chǎn)線運行需求，保證其穩(wěn)定運行，等待新設備的采購和安裝使用。但是在齒輪修復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)過上述修復之后可以保證在短時間內(nèi)恢復其正常運行，實現(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)中廣泛應用的減速機，其運行中出現(xiàn)高速軸斷裂問題之后，需要合理分析其原因并采取修復技術來解決。通過本文的分析以及修復技術的應用之后，不僅保證減速機的平穩(wěn)運行，而且減少了此修復過程中的成本消耗，值得在工業(yè)生產(chǎn)中推廣應用。

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