散貨裝船機(jī)回轉(zhuǎn)大齒圈堆焊齒形技術(shù)的應(yīng)用

胡軍

摘 要：本文對(duì)連云港港口SZJ3000型散貨裝船機(jī)回轉(zhuǎn)大齒圈斷齒的修復(fù)工藝進(jìn)行探討，采用在斷齒部位堆焊齒形的辦法以解決齒輪的修補(bǔ)問題，應(yīng)用定位氬弧焊接技術(shù)，完成斷齒的修復(fù)，此技術(shù)的避免了更換大齒圈的繁重工作，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：鑲齒；焊接；定位；裝配

1 概述

連云港港口SZJ3000型散貨裝船機(jī)是煤炭裝船輸出的專業(yè)化大型港機(jī)，裝船機(jī)回轉(zhuǎn)大齒圈的作用是支撐整個(gè)設(shè)備以及通過立式行星減速機(jī)小齒輪沿大齒圈周向嚙合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)裝船機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作。由于裝船機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的大齒圈齒輪的疲勞磨損較為嚴(yán)重，工作齒面由于長期嚙合磨損和擠壓，局部齒面受到磨損和擠壓變形嚴(yán)重，從而導(dǎo)致斷齒的發(fā)生。

在使用過程中大齒圈上有四只齒斷裂，詳見圖片1：

2 技術(shù)可行分析

大齒圈上有四只齒從根部斷裂，導(dǎo)致裝船機(jī)無法旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于該大齒圈規(guī)格大、制造周期長，為確保盡快縮短維修時(shí)間和降低成本，對(duì)大齒圈斷裂的四只齒部位采用鑲齒修復(fù)的工藝。該大齒圈材質(zhì)為中碳合金鋼（42CrMo），工作齒面為軟齒面（制造工藝為淬火+高溫回火，硬度為HB240-280），斷裂齒修復(fù)的最大難點(diǎn)是斷齒部位堆焊后的強(qiáng)度問題，以及齒輪嚙合的剛性及扭矩作用力的問題。理論上可以對(duì)大齒圈進(jìn)行堆焊作業(yè)，但必須進(jìn)行焊前預(yù)熱以及焊后熱處理退火處理，控制焊接區(qū)域熱影響區(qū)以及消除焊接殘余應(yīng)力。

3 鑲齒工藝的實(shí)施

3.1 準(zhǔn)備工作

（1）清潔焊接區(qū)域的油污、斷齒裂層、疲勞層、原淬火層；

（2）對(duì)大齒圈斷裂部位四只齒根部進(jìn)行打磨，要求平面度、垂直度<0.10mm；為便于畫線控制齒距尺寸；

（3）按齒輪主體的齒輪距高做出大樣板，斷齒左右的兩側(cè)各有三至四個(gè)齒。斷齒部分分布均勻確定尺寸并找線以確定螺絲孔定位，按齒形配鉆定位螺栓分別在齒輪徑向鉆定位螺栓孔M12×75深；

（4）焊接前用鐵皮做出單齒小樣板便于焊接時(shí)控制齒型；

（5）單齒小樣要給留出堆焊層尺寸≥5mm；

（6）焊接前要做好防風(fēng)、防火等安全準(zhǔn)備工作。

3.2 螺絲孔的數(shù)量尺寸分布

（1）按總體大樣板給斷齒部位確定螺絲孔中心線，必須與鄰齒平行；

（2）螺絲上端留出大約6至8mm距離，以便焊接堆焊層；

（3）螺絲孔的下端口與鄰齒在一個(gè)平面上，不能焊接；

（4）兩螺絲上下距離約牙底距離50cm為準(zhǔn)。（螺絲的數(shù)量與后補(bǔ)齒的強(qiáng)度有關(guān)，螺柱之間的距離太大，與焊接難度有關(guān)）。

3.3 焊接

（1）螺柱定位后，焊接工件；

（2）打底層焊接材料的選用應(yīng)與齒輪本體的材質(zhì)相匹配；

（3）打底層焊完后應(yīng)給堆焊層留出3層以上的堆焊層；

（4）焊接過程的層間溫度應(yīng)不低于150攝氏度；

（5）焊接過程應(yīng)用齒輪小樣板控制齒型及鄰齒的距離；

（6）堆焊層及打底層的整個(gè)焊接工藝應(yīng)按焊條的工藝要求做，焊接電流不宜過大，不應(yīng)出現(xiàn)氣孔、夾渣、裂紋等焊接缺陷；

（7）整個(gè)焊接堆焊面應(yīng)控制平整，利用好小樣板，給下一道打磨工序打好基礎(chǔ)；

（8）焊接過程中，小齒樣板和整體大樣板要配合用好，以控制好小齒尺寸和整體尺寸的距離。

3.4 焊后處理。

（1）焊接完畢后對(duì)補(bǔ)好的齒加熱至150攝氏度以上。隨后用石灰覆蓋全部補(bǔ)齒，使焊接區(qū)域緩冷，提高焊接強(qiáng)度確保齒的質(zhì)量。

（2）清理石灰對(duì)后補(bǔ)的齒按齒輪大樣板及小樣板的尺寸，進(jìn)行磨削到標(biāo)準(zhǔn)齒型為準(zhǔn)。

4 效果檢查

通過采用堆焊齒形技術(shù)成功修復(fù)了裝船機(jī)回轉(zhuǎn)大齒圈的斷齒，取得了較好地效果，經(jīng)過試運(yùn)行，新制的輪齒嚙合性能良好，運(yùn)行平穩(wěn)，較好地解決了斷齒齒形再生的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張質(zhì)文編著.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[K].中國鐵道工業(yè)出版社出版.

[2]王文翰編著.焊接技術(shù)手冊(cè)[K].河南科學(xué)技術(shù)出版社出版.endprint