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怎样修复减速机输出轴断裂

编辑:正名机械发布时间:2019-08-05


1台减速机的输出轴直径为80mm,材料(Material)为经过调质处理(chǔ lǐ)的45号钢。齿轮减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比。随着减速机行业的不断发展,越来越多的企业运用到了减速机。由于施工时违规操作,该轴出现如附图所示的断裂(fracture)情况。我们采用现场修复工艺,对该轴实施了修复。
由于45号钢碳(C)当量大,在焊合时热影响区的淬硬倾向较大,容易产生冷裂纹,且该轴焊接量较大,不可避免地存在着较大的焊接变形和焊接应力。为减小焊接变形,提高焊缝质量,采取焊前预热措施,机加工前再对零件进行相应的热处理(chǔ lǐ),以减缓冷却速度,方便氢的扩散逸出,防止产生冷裂纹,消除焊接应力。热处理后再对焊接部位按照要求进行车削加工,即可达到该轴的尺寸要求。
1.焊前准备

  (1)?选择(xuanze)设备及材料
鉴于施工现场条件,对该轴采用手工电弧焊(Arc Welding)焊合方法。焊接设备(shèbèi)采用 BX1-330型交流焊弧机。电源采用直流电源,反极连接。为提高焊接缝的抗裂性能及强度,焊接材料采用低氢型J507碱性焊条进行焊接,焊接前将焊条进行1~2 h烘焙,使其温度(temperature)达到350 ℃,然后存放在100~150?℃的保温箱中,使用时取出放在干燥筒内。Ⅰ、Ⅱ层焊缝用直径3.2 mm焊条,以减小焊接应力。以后焊缝用直径4 mm焊条,以提高工作效率。
 

  (2)?设计焊接坡口及间隙
焊接前将该轴断裂(fracture)部位加工平整,同时为减小焊接应力,在焊接坡口的设计上采取了一定措施。齿轮减速电机利用各级齿轮传动来达到降速的目的.减速器就是由各级齿轮副组成的.比如用小齿轮带动大齿轮就能达到一定的减速的目的,再采用多级这样的结构,就可以大大降低转速了。硬齿面齿轮减速机传动的效率是所有传动式中效率最高的一种,其效率比蜗杆传动要高的多。行星齿轮减速机的效率主要由齿轮及轴承的摩擦决定。首先根据断裂情况及零件直径设计了U型坡口,坡口上宽为20 mm,深度为37 mm 。为使坡口形状一致,将断裂部位端面加工平整后,采用成型车刀进行坡口加工。为避免应力集中,坡口各部位应倒圆,以减少母材熔入焊缝金属中的比例,防止焊接裂纹的产生。焊接间隙对焊缝质量也有重要影响,间隙过小易产生未焊透或焊缝堆积过高的缺陷,间隙过大则容易烧穿。该轴焊接间隙选择为2 mm。

  (3)焊前清洗
焊前必须将该轴焊接部位的坡口及钝边表面铁锈、油渍污垢、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轮机打磨,进行除锈(rust cleaning)处理(chǔ lǐ)。氧化皮可直接采用砂轮机打磨进行清除,对于一些较难清洗的油污则采用丙酮或乙醇(酒精)(chún)清洗。
 
2.焊合
焊接时,为防止焊接变形,应在坡口处加定位块,以保证焊缝间隙相等。为避免该轴产生焊接变形,定位点焊(Spot welding)位置选在定位块两侧。由于45号钢的可焊性一般, 焊前采用乙炔火焰将焊缝两侧约50~80 mm的部位预热到150~200 ℃,以降低(reduce)整个焊接区域的冷却(cooling)速度,防止产生裂纹。
焊合Ⅰ、Ⅱ层焊缝时,尽量采用小电流、低电压、慢焊速,即小能量焊接法,且焊层应薄些,但要焊透,短弧焊不摆动。焊接时应随轴转动均匀(jūn yún)施焊,每焊完1层焊缝,应对焊缝进行外观目视巡查,若有气孔、夹渣和裂纹等,应使用碳弧气刨清除焊缝缺陷,经补焊后方可以继续施焊。当焊至定位块高度时,待焊缝冷却温度不低于200 ℃时,打掉定位块,继续施焊。堆焊高度应超过原轴直径,留出足够的机加工余量。各道焊缝工艺参数如附表所示。
3.焊后处理及机加工
焊后用石棉被覆盖保温,以降低(reduce)淬硬程度,避免脆裂。 为消除焊合应力,可用乙炔火焰将焊缝区加热至350~550 ℃,埋在热砂或者白灰中缓慢冷却,直至冷却到常温。 焊接处外观要求整齐美观,焊缝均匀,无气孔、夹渣、未熔合、飞溅和咬边现象。巡查外观合格后,将输出轴焊接部位重新车外圆和端面至要求尺寸即可。
上述修复方法简便实用,修复成本低。经验证,修复后的输出轴在强度、精度等方面完全可以满足减速器使用要求。

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