怎樣修復(fù)減速機(jī)輸出軸斷裂
1臺減速機(jī)的輸出軸直徑為80mm,材料(Material)為經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理(chǔ lǐ)的45號鋼。齒輪減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備,把電動機(jī)普通的減速機(jī)也會有幾對相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果,大小齒輪的齒數(shù)之比,就是傳動比。隨著減速機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展,越來越多的企業(yè)運(yùn)用到了減速機(jī)。由于施工時(shí)違規(guī)操作,該軸出現(xiàn)如附圖所示的斷裂(fracture)情況。我們采用現(xiàn)場修復(fù)工藝,對該軸實(shí)施了修復(fù)。
由于45號鋼碳(C)當(dāng)量大,在焊合時(shí)熱影響區(qū)的淬硬傾向較大,容易產(chǎn)生冷裂紋,且該軸焊接量較大,不可避免地存在著較大的焊接變形和焊接應(yīng)力。為減小焊接變形,提高焊縫質(zhì)量,采取焊前預(yù)熱措施,機(jī)加工前再對零件進(jìn)行相應(yīng)的熱處理(chǔ lǐ),以減緩冷卻速度,方便氫的擴(kuò)散逸出,防止產(chǎn)生冷裂紋,消除焊接應(yīng)力。熱處理后再對焊接部位按照要求進(jìn)行車削加工,即可達(dá)到該軸的尺寸要求。
1.焊前準(zhǔn)備
(1)?選擇(xuanze)設(shè)備及材料
鑒于施工現(xiàn)場條件,對該軸采用手工電弧焊(Arc Welding)焊合方法。焊接設(shè)備(shèbèi)采用 BX1-330型交流焊弧機(jī)。電源采用直流電源,反極連接。為提高焊接縫的抗裂性能及強(qiáng)度,焊接材料采用低氫型J507堿性焊條進(jìn)行焊接,焊接前將焊條進(jìn)行1~2 h烘焙,使其溫度(temperature)達(dá)到350 ℃,然后存放在100~150?℃的保溫箱中,使用時(shí)取出放在干燥筒內(nèi)。Ⅰ、Ⅱ?qū)雍缚p用直徑3.2 mm焊條,以減小焊接應(yīng)力。以后焊縫用直徑4 mm焊條,以提高工作效率。
(2)?設(shè)計(jì)焊接坡口及間隙
焊接前將該軸斷裂(fracture)部位加工平整,同時(shí)為減小焊接應(yīng)力,在焊接坡口的設(shè)計(jì)上采取了一定措施。齒輪減速電機(jī)利用各級齒輪傳動來達(dá)到降速的目的.減速器就是由各級齒輪副組成的.比如用小齒輪帶動大齒輪就能達(dá)到一定的減速的目的,再采用多級這樣的結(jié)構(gòu),就可以大大降低轉(zhuǎn)速了。硬齒面齒輪減速機(jī)傳動的效率是所有傳動式中效率最高的一種,其效率比蝸桿傳動要高的多。行星齒輪減速機(jī)的效率主要由齒輪及軸承的摩擦決定。首先根據(jù)斷裂情況及零件直徑設(shè)計(jì)了U型坡口,坡口上寬為20 mm,深度為37 mm 。為使坡口形狀一致,將斷裂部位端面加工平整后,采用成型車刀進(jìn)行坡口加工。為避免應(yīng)力集中,坡口各部位應(yīng)倒圓,以減少母材熔入焊縫金屬中的比例,防止焊接裂紋的產(chǎn)生。焊接間隙對焊縫質(zhì)量也有重要影響,間隙過小易產(chǎn)生未焊透或焊縫堆積過高的缺陷,間隙過大則容易燒穿。該軸焊接間隙選擇為2 mm。
(3)焊前清洗
焊前必須將該軸焊接部位的坡口及鈍邊表面鐵銹、油漬污垢、水分及氧化皮清除,先采用火焰烘烤清除水、油,然后用手工砂布或砂輪機(jī)打磨,進(jìn)行除銹(rust cleaning)處理(chǔ lǐ)。氧化皮可直接采用砂輪機(jī)打磨進(jìn)行清除,對于一些較難清洗的油污則采用丙酮或乙醇(酒精)(chún)清洗。
2.焊合
焊接時(shí),為防止焊接變形,應(yīng)在坡口處加定位塊,以保證焊縫間隙相等。為避免該軸產(chǎn)生焊接變形,定位點(diǎn)焊(Spot welding)位置選在定位塊兩側(cè)。由于45號鋼的可焊性一般, 焊前采用乙炔火焰將焊縫兩側(cè)約50~80 mm的部位預(yù)熱到150~200 ℃,以降低(reduce)整個(gè)焊接區(qū)域的冷卻(cooling)速度,防止產(chǎn)生裂紋。
焊合Ⅰ、Ⅱ?qū)雍缚p時(shí),盡量采用小電流、低電壓、慢焊速,即小能量焊接法,且焊層應(yīng)薄些,但要焊透,短弧焊不擺動。焊接時(shí)應(yīng)隨軸轉(zhuǎn)動均勻(jūn yún)施焊,每焊完1層焊縫,應(yīng)對焊縫進(jìn)行外觀目視巡查,若有氣孔、夾渣和裂紋等,應(yīng)使用碳弧氣刨清除焊縫缺陷,經(jīng)補(bǔ)焊后方可以繼續(xù)施焊。當(dāng)焊至定位塊高度時(shí),待焊縫冷卻溫度不低于200 ℃時(shí),打掉定位塊,繼續(xù)施焊。堆焊高度應(yīng)超過原軸直徑,留出足夠的機(jī)加工余量。各道焊縫工藝參數(shù)如附表所示。
3.焊后處理及機(jī)加工
焊后用石棉被覆蓋保溫,以降低(reduce)淬硬程度,避免脆裂。 為消除焊合應(yīng)力,可用乙炔火焰將焊縫區(qū)加熱至350~550 ℃,埋在熱砂或者白灰中緩慢冷卻,直至冷卻到常溫。 焊接處外觀要求整齊美觀,焊縫均勻,無氣孔、夾渣、未熔合、飛濺和咬邊現(xiàn)象。巡查外觀合格后,將輸出軸焊接部位重新車外圓和端面至要求尺寸即可。
上述修復(fù)方法簡便實(shí)用,修復(fù)成本低。經(jīng)驗(yàn)證,修復(fù)后的輸出軸在強(qiáng)度、精度等方面完全可以滿足減速器使用要求。