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減速機(jī)高速軸損壞原因及修復(fù)方法
2013-07-04
劉巢湖
（安徽淮化集團(tuán)有限公司，淮南 232038）
（安徽淮化集團(tuán)有限公司，淮南 232038）
減速機(jī)是Z常見設(shè)備之一。其輸入端連接電動機(jī)，輸出端連接工作機(jī)。一般輸出端轉(zhuǎn)速低，故障率低；而輸入端連接的電動機(jī)轉(zhuǎn)速高，因此，高速端尤其高速軸的故障率相當(dāng)高。根據(jù)30余年修復(fù)數(shù)百臺減速機(jī)積累的經(jīng)驗，本文就高速軸出現(xiàn)的故障、原因及如何簡便、快捷地修復(fù)作一粗淺的探討。
1 損壞原因及類型
（1）高速軸與聯(lián)軸節(jié)的裝配不規(guī)范。高速軸與聯(lián)軸節(jié)的裝配一般為過渡配合，軸上鍵裝配在聯(lián)軸節(jié)上，不允許有側(cè)間隙，頂間隙按（D-t）+（0.20～0.50）mm即可。
（2）沒有合理選擇鎖緊方法。減速機(jī)成品，其高速軸配有并帽和鍵，但這個并帽前面沒有防松墊子，只能通過鎖緊裝置，才能發(fā)揮作用。
鎖緊方法的探討：
①摩擦力防松的方法有雙螺母防松法和彈簧墊圈防松法。雙螺母的防松實用效果好些，而彈簧墊圈防松方法因為高速軸頸直徑變化較大，并帽隨之而變，因此彈簧墊圈不易準(zhǔn)備。
②機(jī)械裝置防松法有開口銷、帶翹墊圈、止動墊圈和串聯(lián)鋼絲防松法。
開口銷防松法不適合減速機(jī)高速軸，因為位置太小；串聯(lián)鋼絲防松法在高速軸無法使用；帶翹墊圈防松法因為鎖緊并帽不是軸的一部分，往往高速軸連同電動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，遇到制動失靈后，高速軸與并帽就可能產(chǎn)生相對運(yùn)動，而帶翹墊圈防松法是把翹墊圈嵌入并帽的槽里，并帽松帶翹墊圈就松，因此這種方法不可靠；止動墊圈防松法效果較好，因為它是將高速軸的軸頸外螺紋上銑出一個凹槽，墊圈的內(nèi)翹插入該槽內(nèi)墊圈，外翹插入并帽開的槽內(nèi)，因此無論發(fā)生高速軸與并帽相對運(yùn)動，止動墊圈都可以防止軸與并帽的相對運(yùn)動，并產(chǎn)生一個很大的阻力，這種方法的缺點是工藝繁鎖。所以建議在一般情況下采用雙螺母防松法，關(guān)鍵的重要崗位應(yīng)采用止動墊圈防松法。
（3）損壞的類型：高速軸軸頸輕微損壞、絲扣磨損、高速軸軸頸損壞、高速軸錐面損壞和高速軸軸承臺階磨細(xì)。
2 修復(fù)方法
2.1 堆焊
（1）堆焊的方法中有手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊和等離子弧焊4種。其中Z常見的是手工電弧焊，它具有使用靈活方便、設(shè)備簡單、適用性強(qiáng)、適合各種位置焊接的特點。
（2）中碳鋼的焊接性能分析。通常減速機(jī)高速軸所用材質(zhì)為45#中碳鋼，由于中碳鋼含碳量比低碳鋼高，所以焊接性能差，其缺點如下：①熱裂紋。由于含碳量高，故產(chǎn)生熱裂紋傾向加大。②近縫區(qū)冷裂紋。中碳鋼熱影響區(qū)容易產(chǎn)生低塑性的淬性組織。③氣孔。由于含碳量高，所以對氣孔的敏感性增加，這就要求焊接材料的脫氧性好、坡口及其邊緣要除油、銹、臟物等。焊條要嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行烘烤。
（3）中碳鋼手工電弧焊工藝要點。焊接時為了不出現(xiàn)熱裂紋、冷裂紋、氣孔等缺陷，使工件具有良好的機(jī)械性能，通常采取以下措施：①盡量選用碳性低氫型焊條，提高抗冷裂紋和熱裂紋性能。對于重要的中碳鋼焊件，也可采用鉻鎳不銹鋼焊條，其特點是不需預(yù)熱也不易產(chǎn)生冷裂紋。②預(yù)熱是中碳鋼焊接時的主要措施：一般情況下預(yù)熱溫度為150～250℃，對于厚度和鋼性很大的焊件，預(yù)熱溫度可提高到250～400℃。③焊條使用前要烘干，坡口及附近的油、銹要清除干凈。④對于多層焊的第1層焊縫，在保證基本金屬熔透的情況下，盡量采用小電流，慢速施焊。⑤焊接過程中，可錘擊焊縫，使焊縫松弛，以減小焊件殘余應(yīng)力。⑥工件焊完后，必須緩冷或進(jìn)行高溫回火處理。
2.2 堆焊后的光刀
高速軸焊件經(jīng)質(zhì)檢達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行金加工機(jī)床找正光刀。
2.3 修復(fù)實例
（1）ZHQ500減速機(jī)高速軸示意圖見圖1。在M33mm×1.5mm處由于鎖緊螺母松動造成絲扣磨損。其修復(fù)方法為：堆焊，光刀，重新裝配并用雙并帽鎖緊軸頸。修復(fù)過程：首先用石棉繩把軸裹好，采用低堿性氫型焊條，焊條先烘干。選用直流焊機(jī)：負(fù)極接地。用Ø3.2mm焊條，電流控制在100～120A；用Ø4mm焊條，電流控制在120～150A；在熔化母材的情況下緩慢進(jìn)行堆焊。因軸頸部分長近30mm，圓為Ø33mm，所以堆焊Ø43mm，長35mm即可。待緩慢冷卻后，用620車床，光刀，挑絲即可。
1 損壞原因及類型
（1）高速軸與聯(lián)軸節(jié)的裝配不規(guī)范。高速軸與聯(lián)軸節(jié)的裝配一般為過渡配合，軸上鍵裝配在聯(lián)軸節(jié)上，不允許有側(cè)間隙，頂間隙按（D-t）+（0.20～0.50）mm即可。
（2）沒有合理選擇鎖緊方法。減速機(jī)成品，其高速軸配有并帽和鍵，但這個并帽前面沒有防松墊子，只能通過鎖緊裝置，才能發(fā)揮作用。
鎖緊方法的探討：
①摩擦力防松的方法有雙螺母防松法和彈簧墊圈防松法。雙螺母的防松實用效果好些，而彈簧墊圈防松方法因為高速軸頸直徑變化較大，并帽隨之而變，因此彈簧墊圈不易準(zhǔn)備。
②機(jī)械裝置防松法有開口銷、帶翹墊圈、止動墊圈和串聯(lián)鋼絲防松法。
開口銷防松法不適合減速機(jī)高速軸，因為位置太小；串聯(lián)鋼絲防松法在高速軸無法使用；帶翹墊圈防松法因為鎖緊并帽不是軸的一部分，往往高速軸連同電動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，遇到制動失靈后，高速軸與并帽就可能產(chǎn)生相對運(yùn)動，而帶翹墊圈防松法是把翹墊圈嵌入并帽的槽里，并帽松帶翹墊圈就松，因此這種方法不可靠；止動墊圈防松法效果較好，因為它是將高速軸的軸頸外螺紋上銑出一個凹槽，墊圈的內(nèi)翹插入該槽內(nèi)墊圈，外翹插入并帽開的槽內(nèi)，因此無論發(fā)生高速軸與并帽相對運(yùn)動，止動墊圈都可以防止軸與并帽的相對運(yùn)動，并產(chǎn)生一個很大的阻力，這種方法的缺點是工藝繁鎖。所以建議在一般情況下采用雙螺母防松法，關(guān)鍵的重要崗位應(yīng)采用止動墊圈防松法。
（3）損壞的類型：高速軸軸頸輕微損壞、絲扣磨損、高速軸軸頸損壞、高速軸錐面損壞和高速軸軸承臺階磨細(xì)。
2 修復(fù)方法
2.1 堆焊
（1）堆焊的方法中有手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊和等離子弧焊4種。其中Z常見的是手工電弧焊，它具有使用靈活方便、設(shè)備簡單、適用性強(qiáng)、適合各種位置焊接的特點。
（2）中碳鋼的焊接性能分析。通常減速機(jī)高速軸所用材質(zhì)為45#中碳鋼，由于中碳鋼含碳量比低碳鋼高，所以焊接性能差，其缺點如下：①熱裂紋。由于含碳量高，故產(chǎn)生熱裂紋傾向加大。②近縫區(qū)冷裂紋。中碳鋼熱影響區(qū)容易產(chǎn)生低塑性的淬性組織。③氣孔。由于含碳量高，所以對氣孔的敏感性增加，這就要求焊接材料的脫氧性好、坡口及其邊緣要除油、銹、臟物等。焊條要嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行烘烤。
（3）中碳鋼手工電弧焊工藝要點。焊接時為了不出現(xiàn)熱裂紋、冷裂紋、氣孔等缺陷，使工件具有良好的機(jī)械性能，通常采取以下措施：①盡量選用碳性低氫型焊條，提高抗冷裂紋和熱裂紋性能。對于重要的中碳鋼焊件，也可采用鉻鎳不銹鋼焊條，其特點是不需預(yù)熱也不易產(chǎn)生冷裂紋。②預(yù)熱是中碳鋼焊接時的主要措施：一般情況下預(yù)熱溫度為150～250℃，對于厚度和鋼性很大的焊件，預(yù)熱溫度可提高到250～400℃。③焊條使用前要烘干，坡口及附近的油、銹要清除干凈。④對于多層焊的第1層焊縫，在保證基本金屬熔透的情況下，盡量采用小電流，慢速施焊。⑤焊接過程中，可錘擊焊縫，使焊縫松弛，以減小焊件殘余應(yīng)力。⑥工件焊完后，必須緩冷或進(jìn)行高溫回火處理。
2.2 堆焊后的光刀
高速軸焊件經(jīng)質(zhì)檢達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行金加工機(jī)床找正光刀。
2.3 修復(fù)實例
（1）ZHQ500減速機(jī)高速軸示意圖見圖1。在M33mm×1.5mm處由于鎖緊螺母松動造成絲扣磨損。其修復(fù)方法為：堆焊，光刀，重新裝配并用雙并帽鎖緊軸頸。修復(fù)過程：首先用石棉繩把軸裹好，采用低堿性氫型焊條，焊條先烘干。選用直流焊機(jī)：負(fù)極接地。用Ø3.2mm焊條，電流控制在100～120A；用Ø4mm焊條，電流控制在120～150A；在熔化母材的情況下緩慢進(jìn)行堆焊。因軸頸部分長近30mm，圓為Ø33mm，所以堆焊Ø43mm，長35mm即可。待緩慢冷卻后，用620車床，光刀，挑絲即可。
（2）ZHQ300高速機(jī)減速軸的示意圖見圖2。由于并帽松動造成鍵槽打壞，使高速軸圓錐損壞。處理方法：堆焊，光刀，重新劃線銑鍵槽，并用雙并帽并死軸頸。
兩例前部分加工程序基本相同，不同之處在于圖2圓錐面的堆焊若方法不當(dāng)，堆焊時易產(chǎn)生應(yīng)力集中變形。為確保質(zhì)量，采取短段對稱焊，斷續(xù)及分段焊。每一段焊縫要短，多處起焊，待溫度降到可以手摸時，再焊下一道，每一遍焊完后要用圓頭錘錘擊焊縫表面，直至布滿麻點為止。堆焊尺寸：長85mm，平均比原直徑大10mm，待自然冷卻后，方可用620車床光刀。找正時注意看頂針孔是否正，如果頂針孔跳動，要重新修復(fù)頂針孔，然后再光刀，劃線上銑床，銑鍵槽。
來源：《小氮肥》第35卷第5期 2007年5月
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