冶金重载齿轮的修复技术
科技成果——高速重载齿轮修形理论及方法
科技成果——高速重载齿轮修形理论及方法成果简介项目针对机车类重载、转速高、载荷变化频繁、工况复杂的齿轮传动，采用数值仿真、优化算法、动特性分析及优化等技术方法和手段，研究总结出了一套适用于重载、高速等复合工况下的齿轮传动宏观参数优化及微观齿形优化理论及方法，通过改善齿轮的传动质量和使用寿命形成了一套独有的设计、分析及优化方法，总结出了从优选材料及热处理工艺、进行齿形和参数优化设计、合理选择制造精度与工艺、优化润滑剂与润滑密封方式、改善动力学性能等五个方面提齿轮传动承载能力和寿命的技术措施，研究成果已应用于多种机车牵引齿轮的优化和设计中，优化得到可以兼顾机车分别运行在高速保持、启动、制动等阶段，并考虑机车前导驱动与后导驱动复合工况下的齿形修形技术，大大提高机车牵引齿轮的承载能力、使用可靠性、耐久性以及啮合平稳性，降低动载荷和噪声。
技术特点完成了2项铁道部计划项目《准高速铁路机车牵引齿轮优化设计》和《提高电力和内燃机车牵引齿轮寿命及可靠性的研究》，取得的科研成果经实验室试验及装车运行的实际考验，证明效果卓著，特别是为获铁道部科技进步特等奖的SS8型客运电力机车所设计的牵引齿轮，项目于2000年通过铁道部科技司主持的鉴定属国内领先水平，获2000年大连市科技进步一等奖，2001年辽宁省科技进步二等奖。
应用领域研究成果可应用于各类型渐开线齿轮传动中，可适用于各类型齿轮传动，尤其是重载齿轮传动的新产品设计、现有产品优化设计、新技术的消化吸收、现有产品的故障诊断及改进设计分析中。
市场前景该研究成果已成功地应用于株洲电力机车厂、大同机车厂、大连机车厂等生产的SS8型、SS6B型、SS7型、SS7C型、DF10F等十几种机型的机车牵引齿轮的优化设计中，仅SS8型、SS7C型等电力机车部分机型机车到2001年有证明的直接经济效益达5500万元以上。
目前与北车大连机车、北车长春客车、大同机车、南车株洲电力、南车戚墅堰所等多家企业进行广泛合作，为HXN、HXD等多种型号的机车牵引齿轮的国产化做出了一定的贡献。
冶金设备齿轮箱 修复方案
冶金设备齿轮箱修复方案一、问题诊断。
咱得先搞清楚这齿轮箱到底咋了。
就像医生看病，先得知道病人哪里不舒服。
首先得检查齿轮的磨损情况，看看那些齿是不是都磨秃噜皮了。
要是有断齿的，那更是大问题。
还有轴承，转起来顺不顺溜，有没有咔咔响或者卡顿的感觉。
再瞅瞅箱体，有没有裂缝啊，密封是不是不好，要是油都漏得到处都是，那肯定也不行。
二、修复步骤。
1. 齿轮修复。
如果齿轮只是有点轻微磨损，那就像是脸上有点小擦伤，咱可以进行打磨修复。
把那些不平整的地方磨光滑了，再给它来点表面硬化处理，就像给它穿上一层铠甲，让它更耐磨。
要是磨损比较严重或者有断齿的情况呢，这就像牙齿掉了，得补牙或者换牙。
可以考虑采用焊接修复断齿，不过这得找技术好的师傅，就像找个好牙医一样。
焊接完了还得精细加工，把齿形整得跟原来一样。
要是实在不行，就只能换个新齿轮了。
2. 轴承处理。
轴承要是有点小毛病，比如说有点磨损或者润滑不好。
那就先把它清洗干净，把那些脏东西、旧油都弄出去，就像给它洗个澡。
然后重新加合适的润滑油，油就像是它的“生命之泉”，能让它转得更顺畅。
如果轴承已经损坏得很严重了，那别犹豫，直接换新的。
不过换的时候得注意安装的精度，就像盖房子得把地基打牢一样，安装不好的话，新轴承也得很快出问题。
3. 箱体修复。
要是箱体有裂缝，这就像房子有了裂缝一样危险。
可以用焊接的方法把裂缝补上，但是得保证焊接质量，不能敷衍了事。
焊接完了之后，要进行探伤检测，就像给它做个X光检查，确保没有隐藏的问题。
对于密封不好的情况，那就把旧的密封件换掉，换上新的密封垫或者密封圈，就像给箱子戴上一个严实的口罩，防止油泄漏。
三、调试与检测。
1. 组装完成之后，不能就这么直接让它干活，得先调试调试。
就像新鞋得先试穿一下。
先让齿轮箱空转一会儿，听听声音是不是正常，有没有奇怪的响声。
看看各个部位的温度是不是正常，要是哪个地方热得发烫，那肯定有问题。
2. 然后再逐渐给它加点负载，就像让一个人慢慢开始干活一样。
关于冶金机械中轴承齿轮失效问题及有效措施的几点探讨
关于冶金机械中轴承齿轮失效问题及有效措施的几点探讨冶金机械在工业生产中扮演着非常重要的角色，而其中的轴承齿轮作为关键部件更是承载着重要的工作任务。
在长期的工作过程中，轴承齿轮的失效问题时常出现，给冶金机械的运行带来了许多不利影响。
如何有效地解决冶金机械中轴承齿轮失效问题，成为了一个亟待解决的技术难题。
本文将结合冶金机械中轴承齿轮的特点和工作环境，探讨轴承齿轮失效问题的原因以及有效的措施。
一、冶金机械中轴承齿轮失效问题的原因1.负载过重冶金机械在工作过程中，承载的负载往往非常大，因此轴承齿轮很容易因为负载过重而出现失效问题。
在承载过重的情况下，轴承齿轮的疲劳寿命大大缩短，导致失效的概率大大增加。
2.润滑不良轴承齿轮需要在工作时进行润滑，以减少摩擦和磨损，保证正常的工作。
冶金机械工作环境往往极其恶劣，传动部件很容易受到高温、高速等因素的影响，导致润滑不良，进而加剧了轴承齿轮的失效问题。
3.材料选择不当轴承齿轮的材料选择不当也是导致失效问题的主要原因之一。
如果选择的材料不符合工作环境的要求，容易导致轴承齿轮在工作时出现磨损、断裂等问题，从而失效。
二、有效的措施1.优化设计针对冶金机械中轴承齿轮失效问题的原因，可以通过优化设计来解决。
要根据具体的负载情况和工作环境，合理选择轴承齿轮的材料，确保其具有良好的耐磨性和耐疲劳性。
要合理设计轴承齿轮的结构和传动方式，保证其在承载过程中受力均匀、磨损小。
2.改善润滑润滑不良是导致轴承齿轮失效的重要原因之一，因此改善润滑是解决失效问题的关键。
可以采用更先进的润滑技术，例如使用高性能润滑脂或者采用自动润滑系统，保证轴承齿轮在工作过程中得到充分的润滑，从而减少摩擦和磨损。
3.加强监测加强对冶金机械中轴承齿轮工作状态的监测，可以及时发现问题并进行处理，有效降低失效风险。
可以采用振动传感器、温度传感器等设备对轴承齿轮进行实时监测，一旦出现异常情况立即进行维护和保养，以确保轴承齿轮的长期稳定运行。
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施冶金机械是冶炼厂、钢铁厂等工业企业生产过程中必不可少的设备，其中轴承和齿轮是其重要的组成部分，但它们也是常见的故障部件之一。
本文将探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施。
轴承是减小机械运动摩擦、支撑旋转轴的重要部件，其主要失效原因有以下几种：1. 疲劳失效：长期在重复荷载下工作，轴承内发生微小的断裂和疲劳，使其逐渐降低承载能力，最终导致失效。
改善措施：操作人员需要注意轴承的维护和保养，并保证其合适的润滑油、温度和荷载等条件，降低轴承的疲劳程度。
2. 腐蚀失效：轴承运转过程中受到酸、碱液等化学腐蚀，腐蚀产生的颗粒会在轴承内部积聚，形成局部腐蚀或者减小承载能力。
改善措施：要注意防止与酸、碱液等有害物质接触，避免发生腐蚀。
此外，轴承的材料和润滑油也需要选择适合防腐蚀的材料和油品。
3. 磨损失效：轴承在运动过程中，由于摩擦和振动，会出现表面磨损和脱落现象。
齿轮作为冶金机械中的常见零部件，其失效原因主要包括以下几种：1. 磨损和疲劳：齿轮在长期重复负荷下工作时，可能会出现表面的磨损和脱落，最终导致失效。
改善措施：在实际生产过程中，需要做好齿轮的润滑保养工作，以及降低齿轮运动摩擦，同时要保证齿轮材料的硬度，提高其承载能力，防止疲劳损伤。
2. 腐蚀失效：齿轮在水分、雨雪和腐蚀性介质等恶劣环境中工作时，常常会发生腐蚀现象，导致失效。
改善措施：要合理设计防止腐蚀的措施，如选择耐腐蚀的材料、涂覆有防腐性质的涂层等。
3. 热膨胀失效：冶金机械在工作中所产生的高温和变形，可能会导致齿轮材料膨胀太大，造成齿轮配合不良，引起失效。
改善措施：要设计合理的散热系统，使齿轮运行时的温度和变形受到控制，同时在制造时要保证齿轮的精度匹配。
综上所述，冶金机械的轴承和齿轮失效的原因多种多样，需要进行有效的管理和维护。
生产工艺和设备的完善、设备配件精度优化、润滑条件的不断改进和人员操作水平的提高，都有助于保障设备长时间稳定运行。
修复齿轮的方法
修复齿轮的方法
齿轮是机械传动中常用的零件，它们的作用是将动力传递到其他机械部件上。
但是，由于长时间的使用和磨损，齿轮可能会出现故障，导致机械设备无法正常运转。
因此，修复齿轮是非常重要的。
下面介绍几种修复齿轮的方法。
1. 焊接法
如果齿轮的齿面出现了裂纹或者磨损，可以使用焊接法进行修复。
首先，需要将齿轮清洗干净，然后使用焊接机进行焊接。
焊接时需要注意温度和焊接时间，以免对齿轮造成更大的损伤。
焊接完成后，需要进行打磨和磨削，使齿轮的齿面恢复平整。
2. 粘接法
如果齿轮的齿面出现了轻微的磨损，可以使用粘接法进行修复。
首先，需要将齿轮清洗干净，然后使用特殊的胶水将齿面粘合起来。
粘合完成后，需要进行打磨和磨削，使齿轮的齿面恢复平整。
3. 翻新法
如果齿轮的齿面出现了严重的磨损，可以使用翻新法进行修复。
首先，需要将齿轮拆卸下来，然后进行翻新。
翻新的过程包括打磨、磨削、加工和热处理等步骤。
翻新完成后，需要将齿轮重新安装到机械设备上。
4. 更换法
如果齿轮的磨损程度非常严重，无法进行修复，那么就需要更换齿轮。
更换齿轮的过程比较简单，只需要将原来的齿轮拆卸下来，然后安装新的齿轮即可。
修复齿轮的方法有很多种，具体的方法需要根据齿轮的磨损程度和故障情况来确定。
在修复齿轮时，需要注意安全和操作规范，以免对自己和机械设备造成损害。
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施冶金机械中的轴承和齿轮是非常重要的零部件，它们的失效会严重影响机械的工作效率和寿命。
下面将探讨冶金机械轴承和齿轮失效的原因，并提出相关的改善措施。
轴承失效的原因主要包括以下几点：1. 金属疲劳：冶金机械工作环境恶劣，长时间高温、高负荷工作会使轴承受到金属疲劳的影响，导致轴承的断裂和失效。
改善措施：选择高品质的轴承钢材料，提高轴承的承载能力和耐疲劳性能。
2. 润滑不良：冶金机械的工作条件要求轴承具有良好的润滑性能，一旦润滑不良，会导致轴承摩擦增大、磨损加剧，进而导致轴承失效。
改善措施：选用合适的润滑剂，合理设置润滑系统，定期检查润滑状态，并及时更换和补充润滑剂。
3. 弯曲变形：冶金机械中的轴承在高速高负荷运转时，受到外力的作用，易发生弯曲变形，从而导致轴承的失效。
4. 安装误差：轴承的安装误差会导致轴承的负荷不均匀，进而造成轴承的过早失效。
改善措施：在安装轴承时，要严格按照设备的安装要求和技术规范进行安装，确保轴承处于正确的位置和方向。
改善措施：选用高硬度的材料，进行热处理和表面强化处理，提高齿轮的抗疲劳性能。
2. 齿面磨损：冶金机械中的齿轮工作环境恶劣，容易受到粉尘、磨料等颗粒物的侵蚀和磨损，进而导致齿面的磨损加剧。
改善措施：加强齿轮的密封性能，防止粉尘和磨料进入齿轮内部，定期清理和更换润滑剂，及时修复和更换磨损严重的齿轮。
4. 齿面过载：冶金机械中的齿轮可能会遭受冲击负荷或短时间超负荷工作，导致齿面严重变形或断裂。
改善措施：采取合理的工作控制措施，避免齿轮的过载情况发生，如限制传动负荷，增加齿轮的可靠性。
冶金机械轴承和齿轮失效的原因主要包括金属疲劳、润滑不良、弯曲变形、安装误差等因素。
改善措施包括选用高品质材料、合适的润滑剂、正确的安装方法，加强轴承的耐疲劳性能、齿轮的抗磨损性能和润滑性能，提高机械的可靠性和寿命。
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施冶金机械轴承和齿轮是重要的传动部件，常常需要在高温、高压、高速以及恶劣的工况下运行，因此容易出现失效。
本文将探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因，并提出相应的改善措施。
1. 材料质量不合格：轴承常用的材料有钢和陶瓷，材料质量不合格会导致轴承表面硬度不均匀，易产生裂纹和磨损。
改善措施包括选择优质材料，进行质量检验，确保材料的均匀性和强度。
2. 润滑不良：润滑不良是导致轴承失效的主要原因之一，包括过量润滑、不足润滑以及润滑脂老化等问题。
过量润滑会增加摩擦和产生热量，不足润滑则会导致摩擦增加。
改善措施包括选择适量的润滑剂和润滑脂，定期更换润滑剂，并通过润滑系统监测润滑状态。
3. 污染与腐蚀：轴承在工作过程中容易受到污染物和腐蚀介质的侵蚀，导致轴承表面腐蚀、磨损和失效。
改善措施包括增加过滤装置、定期清洁轴承表面、使用防腐蚀润滑剂等。
4. 轴承安装不当：轴承的不正确安装会导致不均匀载荷和变形，进而影响轴承的正常运转。
改善措施包括使用合适的工具和方法进行安装，确保轴承能够正常运转并承受正常载荷。
5. 过载和振动：过载和振动会使轴承产生过大的载荷和应力，导致轴承疲劳失效。
改善措施包括提高设备的载荷能力和减少振动，确保轴承在正常范围内工作。
1. 齿面磨损：齿轮的表面经常受到摩擦和磨损，导致齿面失效。
改善措施包括优化齿轮材料的硬度和强度，增加齿面硬度，减少摩擦力。
2. 齿轮断裂：齿轮断裂主要是由于扭矩、载荷和不均匀力导致的。
改善措施包括优化齿轮的设计，增加齿轮的强度和硬度，避免过大的载荷和扭矩。
3. 齿面疲劳：长时间的使用和不平衡的负荷会导致齿面疲劳，使齿轮失效。
改善措施包括定期检查和更换疲劳损伤的齿轮，平衡负荷，减少齿轮的疲劳损伤。
4. 温度过高：高温会导致齿轮材料的热膨胀和热应力增加，使齿轮失效。
改善措施包括采用高温抗性材料和冷却系统，控制温度在可接受范围内。
5. 润滑不良：润滑不良会导致齿轮表面磨损和腐蚀，加速齿轮失效。
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施
探究冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施随着科技的发展，冶金工业发展迅速，冶金机械的使用广泛而普遍，其中轴承和齿轮是冶金机械的重要组成部分。
然而，轴承和齿轮的失效常常出现，如果不及时解决，将对冶金生产带来不可估量的损失和影响。
因此，本文将探讨冶金机械轴承和齿轮失效的原因及改善措施。
1.磨损与疲劳磨损与疲劳是轴承失效的主要原因之一，当负载过大或运行时间过长时，会使轴承的内外环之间产生微小的偏差，长期积累下来会导致轴承磨损，降低轴承性能，甚至导致轴承失效。
改善措施：轴承的合理润滑是有效减少轴承磨损的重要手段之一，要选择适合轴承工作的油脂或润滑油，并保持工作环境干净、无异物，减少轴承受力和振动。
2.过载轴承在使用过程中，如果负载超过轴承能承受的范围，就会发生轴承过载，从而使轴承失效。
改善措施：减少轴承受力，选择适合轴承受力的轴承型号和规格，同时保持设备的稳定运行，减少振动和冲击。
3. 腐蚀轴承在潮湿、酸碱性强的环境下容易发生腐蚀。
腐蚀使轴承表面生锈，降低轴承精度，甚至导致轴承失效。
改善措施：维护设备环境，保持设备的清洁和干燥，再选用具有较好的抗腐蚀性能的轴承材料。
齿轮失效的主要原因之一是磨损和剥落，这是因为齿轮在工作过程中往往需要承受重载和高速的运转磨损，其次是使用时间过久以及不适当的润滑等原因。
改善措施：齿轮表面坚固的材料，如硬质合金等，可有效减少齿轮的磨损和剥落。
此外，合理选择润滑油脂，维护设备运行环境，减少振动和冲击。
2.疲劳断裂齿轮的疲劳断裂是由于在齿轮交接处由于受到反复的载荷作用而导致的。
改善措施：按照最大载荷给予齿轮的正确设计，正确选用齿轮的外形尺寸、材料、强度等参数，保证位置、轴向、端面等的配合精度，做到芯、跑、标准的传动。
3.齿面损伤齿面损伤容易发生在咬合式齿轮中，其原因可能是齿轮的咬合不当，导致齿面受到冲击荷载所致。
改善措施:设计合适的齿轮，合理选择齿面周速、齿形、齿距、齿数和齿面精度等参数，保证齿轮的咬合合理，并且采取适当的材料和热处理工艺，提高齿轮的硬度，减少齿面损伤的发生。
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第32卷 第1期2004年1月湖 南 冶 金HUNAN M ETALLU R GYV o l 132 N o 11January 2004收稿日期:2003—07—13作者简介:张鲁松(1960—),男,高级工程师,主要从事冶金机械设计与设备管理工作。
冶金重载齿轮的修复技术张鲁松,高岩军,潘忠民(济南钢铁集团总公司,山东 济南 250101)摘 要:着重介绍多种修复技术在冶金企业重载齿轮中的应用与修复工艺方法,对几种修复技术给出了力学模型和计算公式、计算方法,并提出了齿轮修复的经济性原则。
经工厂实践证明修复重载齿轮是可行的、可靠的、经济的。
关键词:冶金;重载齿轮;修复技术中图分类号:T F 307 文献标识码:A 文章编号:1005-6084(2004)01—0040—05REST ORATIVE TECHN IQUE FOR HEAVY LOAD GEARS IN THE M ETALL URG Y IND USTRYZHAN G L usong ,GAO Yanjun ,PAN Zhong m in(J inan I ron &S teel G roup Co 1L td 1,J inan 250101,Ch ina )ABSTRACT :T h is p ap ers is em p hasizeed to in troduce that som e resto rative techn ique and its app licati on in heavy load gears of the m etallu rgical indu stry 1Som e m echan ics p attern and the calcu lati on fo rm u la of the resto rati on techn ique and the gear resto rati on econom y ru le w as given in th is p ap ers 1T he resto rative p ractice show s that the resto ring heavy load gear is feasib le ,dep endab le ,econom y 1KEY WORD S :M etallu rgy ;H eavy load gear ;R esto rati on techn ique1 前 言冶金企业齿轮多在极度负荷状态下工作,因此常出现点蚀、剥落、磨损,甚至断齿失效。
通常情况下齿轮产生轻、中度点蚀及磨损仍可继续使用多年(济钢中型轧钢厂540轧机人字齿轮机座,中硬齿面齿轮轴已安全使用十多年[1]),一旦出现重度剥落及断齿其寿命将终结。
就拿轧钢机主传动装置来说,一组传动齿轮的制造费用少则十几万元,多则上百万元,且制造周期长,失效换新将给企业造成很大损失。
近年来广大工程技术人员应用多种工艺方法来修复失效齿轮,取得了显著的经济效益。
本文着重介绍多种修复技术在冶金企业重载齿轮中的应用与修复工艺方法。
2 齿轮修复技术与方法211 “冷焊”法在世界工业发达国家,工业修复技术越来越大地引起设备专家的重视。
一种被称为“冷焊技术”的金属修复新工艺,在工厂设备维修与防护以及延长设备使用寿命方面发挥着重要作用。
近年来有许多性能优异的工业修补材料被开发出来,比如美特铁MM 聚合金属陶瓷复合材料与金属的粘接强度已经高于热喷涂的粘接强度,其抗2004年第1期张鲁松等: 冶金重载齿轮的修复技术41压强度高达200M Pa ,抗拉强度已达80M Pa ,抗剪强度达31M Pa ,抗弯强度达78M Pa 。
应用高强度结构胶将断齿“冷焊”修复的工艺及修复强度校核的力学模型与计算方法分述如下。
21111 线材轧机联合齿轮箱修复工艺简介该联合齿轮箱中间齿轮轴一齿沿端部断裂,两齿萌生疲劳裂纹,断齿长86mm ,高36mm (见图1),模数m n =16mm ,齿数z =29,材质图1 联合齿轮箱中一齿断裂示意为45#钢表面高频淬火,输入功率2000k W 。
采用T S 811高强度结构胶端面粘接,同时沿径向栽6根圆柱形38C rSi 销强化,修复材料机械性能见附表,其修复工艺如下所述。
(1)采用高效清洗剂清洗断齿处油污。
(2)将断齿固定在原断裂位,沿断齿齿顶钻6个<10+0105×80mm 径向孔,以便加钢销强化。
(3)车销子,尺寸为<9180-0110×80mm ,表面粗糙度R a 116。
(4)断口喷砂除油净化。
(5)用脱脂棉蘸高效清洗剂反复清洗钢销、销孔、断齿面。
(6)按A ∶B =6∶1的重量比配胶后涂敷于断口、销子及销孔,断齿粘合,套接栽销。
(7)25℃,24h 固化,修磨外形。
同法,对萌生裂纹的轮齿加销注胶止裂强化。
附表 修复材料机械性能品名拉伸强度 M Pa 剪切强度 M Pa 冲击韧性 J ・c m -2硬度安全极限 M Pa 弹性模量 GPaT S 811 6915 491318— 5516 438C rSi109881535HRC 3287820021112 修复强度校核的力学模型与计算(1)力学模型。
设定:A 断齿发生在根部;B所栽销子在断齿上间隔均匀。
可得图2a 所示分析单元。
图2 断齿修复的力学模型由附表中,E 811 E 38C rSi =2%,在外力F 一定的情况下,胶中应变要比钢大50倍,所以可认为:第一,A —A 截面上将主要由销子承受外力F 引起的弯矩;第二,相对胶层变形,B —B 面为刚性。
(2)力学计算。
齿受力变形后的平衡姿态如图2b 所示。
设:M 1为外力F 引起的弯矩;M 2为胶层变形而产生的抗力矩;E 1为钢销的弹性模量;E 2为胶层的弹性模量;W 为钢销的截面系数;Ε为应变量;〔Ρ〕1为钢销的许用应力;〔Ρ〕2为胶的许用应力;P ca 为斜齿轮传动啮合线单位长度的计算载荷。
根据虎克定律,Ρ=E Ε,销子所受应力为: M 1-M 2W =∃X 1∃XE 1(1)M 1=P ca ・D ・H(2) M 2=4261∃X 1∃XE 2(3)将(2)、(3)式代入(1)式得:∃X 1∃X =P ca D HW E 1+4261E 2(4)因此销子上的最大正应力Ρ1m ax =∃X 1∃XE 1;胶层中的最大正应力Ρ2m ax =∃X 2∃X E 2=L r ∃X 1∃XE 2。
若Ρ1m ax <[Ρ]1,Ρ2m ax <[Ρ]2,则强度校核通过。
42 湖 南 冶 金V o l 132 N o 11212 热喷涂法热喷涂是近代各种喷涂、喷熔技术的总称。
作为一种成熟技术,在许多领域已得到成功的应用。
热喷涂技术是把丝状或粉状材料加热到软化或熔化状态,并进一步雾化、加速,然后沉积到零件表面上以形成覆盖层的一门技术。
按工况需要,覆盖层可分别具有耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能。
按熔化喷涂(喷熔)材料所使用的基本能量形式。
喷涂方法分为电弧喷涂、等离子喷涂、火焰喷涂(含爆炸喷涂、超音速喷涂)等;喷熔方法主要有火焰粉末喷熔和等离子粉末喷熔等。
喷涂层与基体的结合强度不高,约为5～50M Pa ;喷熔层与基体的结合强度高,约为300～700M Pa 。
金属喷涂对常用金属材料的适应性良好,其修补层厚度可从0105～10mm 。
热喷涂技术适用于修复齿面点蚀剥落严重损伤的齿轮。
大型轧机人字齿轮轴修复工艺简介[2]:该对齿轴法面模数m n =50mm ,齿数z =20,螺旋角Β=30°41′,中心距a =1000mm ,齿面硬度HB =207～255,重约t ,造价近150万元。
沿全齿方向在节园附近点蚀剥落深达5～7mm ,面积4～10mm 2,渐开线齿形破坏,在两个齿面均形成宽28～32mm 、深5mm 以上的残缺带,损伤严重。
修复工艺如下。
(1)彻底清洗并除去齿面、轴颈等部位的油污层、锈斑层及疲劳层。
(2)全方位地对齿面、轴颈等重点部位进行无损探伤(超声波及紫外线探伤),检测确定是否有修复价值。
(3)测定齿面等修复部位的磨损量。
(4)除去齿面的疲劳层及损伤部位,露出金属的光泽面,保留齿顶与齿根的无损伤面,以此作为基准面,再次对齿面进行超声探伤,确认无任何缺陷。
(5)制作齿形样板和齿形检测模块,如图3所示。
根据实物及图纸技术要求,绘制该齿轮的标准齿形,并制成齿形样板,以备检验用。
图3 齿形样板与检测模块(6)采用(喷熔)浸溶法将已处理过的待修补面,填上有一定冲击挤压韧性的具有冶金结合性能的过渡层,经研磨成型后,再喷上一层有一定强度的耐磨涂层,使其HRC 达到43～48,冶金结合的抗拉强度不低于400～500M Pa 。
(7)以齿形样板为基准,用修磨机具对过渡层和喷焊好的齿面分别进行修磨。
(8)用检测模块对齿轮进行研磨,不合格处进行补焊和刮研,确保设计的技术要求。
(9)用齿形样板及齿轮卡尺检测轮齿各技术参数,测定齿面硬度值,并再次进行超声探伤。
(10)按有关安装使用的技术要求对齿轮副进行啮合运转工装检测,对达不到技术要求的齿面进行喷焊、研磨,直至达到设计的技术要求为止。
(11)采用齿形样板、模块、齿轮卡尺、超声波、硬度计、齿面啮合等多种检验手段,对修复后的轮齿进行全方位的严格检测,确保做到万无一失。
213 焊补法对于轮齿大块剥落及局部崩齿也可用焊补的方法进行修复。
中板轧机主传动系统齿轮焊补工艺简介:该系统中主减速机中心距a =3400mm ,模数m n =18mm ,齿数z =32,齿轴材质50Si M n M oB ,高速齿轮轴有一齿崩去了齿长的三分之一;人字齿轮机座中心距a =800mm ,模数m n =30mm ,齿数z =22,材质同上,中间齿轮轴有三个齿的齿面中心出现了长宽深为120mm ×30mm ×14mm 的较大掉块剥落。
焊补工艺如下。
(1)根据齿轮轴材质选取T 857低合金焊条进行焊补,焊条以350℃烘烤2h 左右。
(2)清洗齿轮轴崩齿断口部位,剃尽断口裂纹。
用大号焊枪将焊补的齿和其邻近的齿逐渐加热至300℃左右,然后用500A 直流电焊机进行焊补,并留出不大的补焊余量,以便加工。
在焊补过程中仍需加热保温,施焊操作应连续进行。
焊完后还需再用焊枪在全齿长上均匀加热。
最后用玻璃纤维捆扎,以便缓慢均匀地冷至常温。
(3)根据设计的齿型参数作出齿形样板,将焊补齿面按样板修磨成型。
并视齿的磨损情况,修磨后的齿形比原有齿形小0108～011mm 。
2004年第1期张鲁松等: 冶金重载齿轮的修复技术43 (4)对焊补修磨成型后的轮齿逐个进行超声波探伤检查,对焊补修磨成型后的轮齿表面逐个进行硬度测定,并与设计要求的硬度值对照。