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减速机高速轴损坏原因及修复方法

2013-07-04

刘巢湖
（安徽淮化集团有限公司，淮南　232038）

　　减速机是Z常见设备之一。其输入端连接电动机，输出端连接工作机。一般输出端转速低，故障率低；而输入端连接的电动机转速高，因此，高速端尤其高速轴的故障率相当高。根据30余年修复数百台减速机积累的经验，本文就高速轴出现的故障、原因及如何简便、快捷地修复作一粗浅的探讨。
　　1　损坏原因及类型
　　（1）高速轴与联轴节的装配不规范。高速轴与联轴节的装配一般为过渡配合，轴上键装配在联轴节上，不允许有侧间隙，顶间隙按（D-t）+（0.20～0.50）mm即可。
　　（2）没有合理选择锁紧方法。减速机成品，其高速轴配有并帽和键，但这个并帽前面没有防松垫子，只能通过锁紧装置，才能发挥作用。
　　锁紧方法的探讨：
　　①摩擦力防松的方法有双螺母防松法和弹簧垫圈防松法。双螺母的防松实用效果好些，而弹簧垫圈防松方法因为高速轴颈直径变化较大，并帽随之而变，因此弹簧垫圈不易准备。
　　②机械装置防松法有开口销、带翘垫圈、止动垫圈和串联钢丝防松法。
　　开口销防松法不适合减速机高速轴，因为位置太小；串联钢丝防松法在高速轴无法使用；带翘垫圈防松法因为锁紧并帽不是轴的一部分，往往高速轴连同电动机高速运转，遇到制动失灵后，高速轴与并帽就可能产生相对运动，而带翘垫圈防松法是把翘垫圈嵌入并帽的槽里，并帽松带翘垫圈就松，因此这种方法不可靠；止动垫圈防松法效果较好，因为它是将高速轴的轴颈外螺纹上铣出一个凹槽，垫圈的内翘插入该槽内垫圈，外翘插入并帽开的槽内，因此无论发生高速轴与并帽相对运动，止动垫圈都可以防止轴与并帽的相对运动，并产生一个很大的阻力，这种方法的缺点是工艺繁锁。所以建议在一般情况下采用双螺母防松法，关键的重要岗位应采用止动垫圈防松法。
　　（3）损坏的类型：高速轴轴颈轻微损坏、丝扣磨损、高速轴轴颈损坏、高速轴锥面损坏和高速轴轴承台阶磨细。
　　2　修复方法
　　2.1 堆焊
　　（1）堆焊的方法中有手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和等离子弧焊4种。其中Z常见的是手工电弧焊，它具有使用灵活方便、设备简单、适用性强、适合各种位置焊接的特点。
　　（2）中碳钢的焊接性能分析。通常减速机高速轴所用材质为45#中碳钢，由于中碳钢含碳量比低碳钢高，所以焊接性能差，其缺点如下：①热裂纹。由于含碳量高，故产生热裂纹倾向加大。②近缝区冷裂纹。中碳钢热影响区容易产生低塑性的淬性组织。③气孔。由于含碳量高，所以对气孔的敏感性增加，这就要求焊接材料的脱氧性好、坡口及其边缘要除油、锈、脏物等。焊条要严格按规定进行烘烤。
　　（3）中碳钢手工电弧焊工艺要点。焊接时为了不出现热裂纹、冷裂纹、气孔等缺陷，使工件具有良好的机械性能，通常采取以下措施：①尽量选用碳性低氢型焊条，提高抗冷裂纹和热裂纹性能。对于重要的中碳钢焊件，也可采用铬镍不锈钢焊条，其特点是不需预热也不易产生冷裂纹。②预热是中碳钢焊接时的主要措施：一般情况下预热温度为150～250℃，对于厚度和钢性很大的焊件，预热温度可提高到250～400℃。③焊条使用前要烘干，坡口及附近的油、锈要清除干净。④对于多层焊的第1层焊缝，在保证基本金属熔透的情况下，尽量采用小电流，慢速施焊。⑤焊接过程中，可锤击焊缝，使焊缝松弛，以减小焊件残余应力。⑥工件焊完后，必须缓冷或进行高温回火处理。
　　2.2 堆焊后的光刀
　　高速轴焊件经质检达到技术标准后，进行金加工机床找正光刀。
　　2.3 修复实例
　　（1）ZHQ500减速机高速轴示意图见图1。在M33mm×1.5mm处由于锁紧螺母松动造成丝扣磨损。其修复方法为：堆焊，光刀，重新装配并用双并帽锁紧轴颈。修复过程：首先用石棉绳把轴裹好，采用低碱性氢型焊条，焊条先烘干。选用直流焊机：负极接地。用Ø3.2mm焊条，电流控制在100～120A；用Ø4mm焊条，电流控制在120～150A；在熔化母材的情况下缓慢进行堆焊。因轴颈部分长近30mm，圆为Ø33mm，所以堆焊Ø43mm，长35mm即可。待缓慢冷却后，用620车床，光刀，挑丝即可。

　　（2）ZHQ300高速机减速轴的示意图见图2。由于并帽松动造成键槽打坏，使高速轴圆锥损坏。处理方法：堆焊，光刀，重新划线铣键槽，并用双并帽并死轴颈。

　　两例前部分加工程序基本相同，不同之处在于图2圆锥面的堆焊若方法不当，堆焊时易产生应力集中变形。为确保质量，采取短段对称焊，断续及分段焊。每一段焊缝要短，多处起焊，待温度降到可以手摸时，再焊下一道，每一遍焊完后要用圆头锤锤击焊缝表面，直至布满麻点为止。堆焊尺寸：长85mm，平均比原直径大10mm，待自然冷却后，方可用620车床光刀。找正时注意看顶针孔是否正，如果顶针孔跳动，要重新修复顶针孔，然后再光刀，划线上铣床，铣键槽。

来源：《小氮肥》第35卷第5期 2007年5月

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