泰興減速機(jī)齒輪軸斷軸的修復(fù)經(jīng)驗(yàn)
一、故障情況
??1 套磷復(fù)肥裝置中的回轉(zhuǎn)窯干燥機(jī),傳動裝置主電機(jī)型號YJS450 -6,355kW,6000V,配用主減速機(jī)型號 NZS1240 -45VBR,880kW,3 級變速,其中高速端的Ⅰ軸為齒輪軸。Ⅰ軸的輸入端通過液力偶合器與主電機(jī)聯(lián)接,輸出端通過離合器與盤車裝置聯(lián)接。
??泰興減速機(jī)Ⅰ軸運(yùn)行中突然斷裂,沒有庫存?zhèn)浼?,?lián)系泰興減速機(jī)制造廠訂購備件,交貨期至少需要 1 個月時間。齒輪軸斷裂部位處在軸承位的軸肩根部(圖 1),除斷口外,剩余軸段(約 2/3)無彎曲變形,軸頸、齒面沒有明顯損傷,考慮到斷口側(cè)光軸長度足夠,且減速機(jī)箱體內(nèi)空間允許,決定采用套接的方法對斷軸做再接修復(fù)。
??二、修復(fù)方案
??1.確認(rèn)齒輪軸結(jié)構(gòu)尺寸
??聯(lián)系泰興減速機(jī)制造廠提供齒輪軸圖紙,實(shí)測齒輪軸主要關(guān)鍵尺寸,將實(shí)測尺寸與圖紙尺寸對照,進(jìn)一步核實(shí)確認(rèn)圖紙準(zhǔn)確無誤,修復(fù)過程中按圖控制軸的尺寸和精度。
??2.確定新老軸段的套接結(jié)構(gòu)
??采用承插式孔軸過盈配合(Φ110H7/s6),輔以較緊的鍵聯(lián)接(鍵槽 28P9/鍵 28h9),用溫差法裝配套接,套接完成后再精加工新軸段的各階梯軸段,來控制整個軸的結(jié)構(gòu)尺寸和精度,見圖 2。
??3.原軸段套接部位軸頭處理
??車平原軸段斷口并倒角,在擬套接部位的軸頭車出一段軸伸和軸肩,以便套接和套接定位。為了不削弱軸段的原有強(qiáng)度,套接部位的軸徑不要縮減過多,套接軸伸長度和鍵槽尺寸可參照同規(guī)格軸在聯(lián)軸器處軸伸的尺寸來確定。
??4.新軸段材料選擇與坯料準(zhǔn)備
??圖紙注明原齒輪軸材料為 20CrNi2MoA,廠方介紹可用20CrMnMo 替代,選用機(jī)械性能與原材料接近(略低)且易于采購到的 40Cr 棒料。參照同規(guī)格軸所配聯(lián)軸器尺寸,確定套接長度以及新軸段套接部位的內(nèi)外徑尺寸、鍵槽尺寸。軸的實(shí)接長度加上套接深度,再適當(dāng)放些加工余量,即為坯料長度。套接部位的外圓直徑,再放些加工余量,為坯料的直徑。
??5.新軸段加工和熱處理
??新軸段由坯料到粗加工端面、軸徑、套孔,經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理后,再精加工套孔和套孔內(nèi)鍵槽。注意套孔和套孔內(nèi)鍵槽的精加工在套接前進(jìn)行,軸徑和軸頸上鍵槽的精加工待套接完成后進(jìn)行。
??套孔端口適當(dāng)?shù)菇且岳谘b配,軸頭鉆 M30 螺紋孔做吊裝孔。為避免因軸肩過大造成軸肩根部應(yīng)力集中,同時也為避免與泰興減速機(jī)箱壁抵觸,將大軸肩車成錐形。
??6.新老軸段套接
??將鍵裝配入老軸段軸伸的鍵槽內(nèi);用油浴加熱或電阻爐加熱新軸段至 200~250℃后,對新老軸段進(jìn)行套接。加熱溫度根據(jù)軸徑尺寸及過盈量按公式 1 計(jì)算。
??7.軸的后續(xù)加工
??新老軸段套接成一體后,按照原圖精加工新軸段上的軸肩、軸頸及鍵槽,控制形位尺寸偏差和加工精度,保證軸的各尺寸符合原圖紙要求。回裝后的泰興減速機(jī)見圖 3。
??三、修復(fù)效果
??整個修復(fù)過程用時 5 天,接好的齒輪軸回裝后,泰興減速機(jī)運(yùn)行正常。運(yùn)行月余后,原廠新備件到貨,利用停車機(jī)會用新軸換下了舊軸,舊軸備用。這次對減速機(jī)齒輪軸的再接搶修,縮短了故障停機(jī)時間,減少了生產(chǎn)損失,是一次成功的嘗試。由于公司機(jī)加工能力有限,且不具備熱處理?xiàng)l件,修復(fù)方案的實(shí)施由原武漢七零一一廠協(xié)助完成。