摘　要：在冶金行業(yè)中，大型減速機類設(shè)備維修依然存在較多難題，堆焊修復(fù)主要針對齒輪與軸承，屬于重新進行金屬冶煉的過程。冶金的穩(wěn)定性較強且質(zhì)量水平高，通過匹配焊接材料與控制修復(fù)工藝，可以切實提高修復(fù)后齒輪的內(nèi)在質(zhì)量水平，在延長其使用壽命的基礎(chǔ)上，增強齒輪的應(yīng)用性能，從而獲得良好的運行效果。
關(guān)鍵詞：減速機軸；齒輪；修復(fù)技術(shù)；應(yīng)用
在冶金行業(yè)中，減速機屬于通用設(shè)備，制造周期較長，價值較高。生產(chǎn)企業(yè)在采購非易損件時具備多種標(biāo)準(zhǔn)，這便使得減速機打齒事故成為當(dāng)前維修人員十分重視的課題內(nèi)容。某鋼鐵公司減速機齒輪軸出現(xiàn)斷裂問題，導(dǎo)致大齒輪打齒，為了解決此問題，維修人員針對性采用了齒輪修復(fù)以及斷軸配做技術(shù)，在無備件條件下及時恢復(fù)生產(chǎn)，保證了企業(yè)的經(jīng)濟效益^[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，裂紋會不斷延伸擴展，以致軸承斷裂。對此，軸承主要傳遞動力時，材料應(yīng)選擇高淬透性較強的調(diào)質(zhì)鋼材。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，軸肩堆焊修補后不存在過渡圓角，此時在集中彎曲力作用下很容易出現(xiàn)疲勞裂紋，從而導(dǎo)致軸斷裂問題。三是熱處理方面，在堆焊修復(fù)齒輪軸前，如果沒有進行充分預(yù)熱則會導(dǎo)致焊接區(qū)域受熱不均問題，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。在此力的作用下，很容易出現(xiàn)軸斷裂問題。在修復(fù)堆焊后， 若沒有進行較好的熱處理工作，也會增大堆焊殘余力，降低軸抗交變應(yīng)力，當(dāng)軸承振動時便極易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致斷裂問題。四是加工工藝方面，分析測量發(fā)現(xiàn)，軸頸處的加工尺寸較小，很容易導(dǎo)致軸承間隙過大問題，軸磨損會加劇斷裂。五是裝配工藝方面，軸振動的主要來源則是高速軸輸入端裝配工藝出現(xiàn)錯誤，其會降低高速軸的疲勞強度，進一步加劇磨損，導(dǎo)致斷裂問題。
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，其長度會減少，完成焊接后的抗彎強度較小，此時應(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)原尺寸進行配做。另一端則加工為長軸，并配合打造加工孔。二是兩配合面坡口進行焊接處理。三是加工修磨軸面機^[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)，且焊接期間需要進行強化修復(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，為了獲得較好的強度與韌性，提高機械性能，焊接填充層時應(yīng)采用高強度焊接材料，以充分保證焊接后齒輪的抗沖擊能力，避免此后出現(xiàn)脆性斷裂問題。三是強化耐磨焊接，為了保證齒面的耐磨性與設(shè)計擁堵，工作人員應(yīng)粗打磨焊接后的填充層，并預(yù)留1mm厚度，焊接表面耐磨強化層。在焊接修復(fù)期間采用進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)場的實際情況及數(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)場的施工情況，制作專門熱處理工裝，局部熱處理修復(fù)齒輪。
2.2 施工技術(shù)要點
一是清洗，工作人員應(yīng)全面清洗齒輪，利用無損探傷技術(shù)檢測齒面裂紋情況。二是綜合檢測，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題。四是控制焊接工藝，焊接時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，焊接期間應(yīng)嚴(yán)格控制焊層厚度與焊道長度，利用半自動氣體保護焊修復(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，通過精確收弧明確過渡區(qū)域的性能。需要注意的是，工作人員應(yīng)動態(tài)檢測齒輪變形參數(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)通過振動方法降低焊接應(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采用局部熱處理技術(shù)，保證焊縫耐熱性達到Z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)動齒輪，保證嚙合率可以高于70%，必要時還可以進行盤車配研，以保證整體精度^[3]。
3　實際應(yīng)用效果
一是修復(fù)齒輪軸與齒輪后，減速機運行4個月后，振動數(shù)據(jù)滿足生產(chǎn)線運行需求，為新設(shè)備的采購提供充足時間。修復(fù)后齒輪嚙合時存在明顯振動，頻率較高。二是齒輪軸與齒輪損壞后短時間內(nèi)便可以修復(fù)繼續(xù)使用，減少了維修時間與成本，避免了備件更換問題^[4]。
4　結(jié)束語
分析減速機高速斷軸原因后，工作人員應(yīng)針對性的采用修復(fù)技術(shù)，在解決斷軸問題的基礎(chǔ)上，促進減速機平穩(wěn)運行。實踐表明，分析齒輪軸打齒與斷軸原因，并采用的應(yīng)對措施可靠實用，值得在此后的工業(yè)生產(chǎn)中得到進一步的推廣與使用。
參考文獻：
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[3] 朱正興.冶金機械軸承和齒輪失效探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016(14)：168.
[4] 劉俊明.冶金機械軸承和齒輪失效分析[J].大眾科技，2012，14(11)：101-102.