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滾動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法

    軸承故障,其損壞的主要形式是齒面磨損和斷齒。磨損或斷齒后可用手工電弧堆焊的方法進(jìn)行修復(fù),齒輪類傳動(dòng)零件如齒輪、鏈輪、齒圈、齒條等是各類設(shè)備中常用的零件。這不僅能及時(shí)地保證設(shè)備正常運(yùn)行,而且可節(jié)約大量備件費(fèi),具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹局部齒輪類傳動(dòng)零件堆焊修復(fù)成功的實(shí)例,供同行參考。

  一、齒輪軸斷齒的堆焊修復(fù):

  模數(shù) m=30mm 齒數(shù) z=24 齒寬 b = 300mm 外圓最大直徑為φ 914mm 總長為 2.75m 單重 7.722t 該齒輪軸的平均使用壽命為 1 1.5 年,中板軋機(jī)減速機(jī)的重型人字齒輪軸材料為 50SiMnMoB 鋼。其損壞形式是磨損、剝傷、斷齒等。當(dāng)前國內(nèi)只有少數(shù)廠家能生產(chǎn)制造。該廠曾采用堆焊方法修復(fù)了一個(gè)斷齒多處,最大折斷尺寸為 200mm 40mm 45mm 報(bào)廢齒輪軸,具體的修復(fù)過程如下:

  1 不允許有任何裂紋存在焊前加熱工件, 用手持砂輪將斷齒處底面修磨好。用遠(yuǎn)紅外線輻射電熱器 24 片均勻裝于所有齒頂面上,并用石棉布包裹好。加熱約 6h 工件溫度控制在 300 ℃左右。

  2 焊前焊條應(yīng)仔細(xì)烘干。 選用 φ 4mm E308-16 A102 焊條和φ 4mm E8515-G J857 焊條交替堆焊。

  3 厚約 4mm 再用 E8515-G 焊條堆焊 16 20mm 厚, 先用 E308-16 焊條打底焊。接著用 E308-16 焊條堆焊厚約 3mm 緩沖層,最后用 E8515-G 焊條將齒部堆焊完。堆焊過程中要使工件始終處于加熱狀態(tài),并放于避風(fēng)處,層間溫度保持在 300 ℃左右,每焊一層,要 ( 趁熱 ) 用手錘用力擊打各堆焊處 30 余次。整個(gè)堆焊過程要連續(xù)進(jìn)行,一次完成。

  4 堆焊后要保溫 4h 再緩冷。

  5 應(yīng)利用砂輪仔細(xì)進(jìn)行人工打磨。 為了得到較好的齒形精度。

  均符合質(zhì)量要求。 對(duì)堆焊修復(fù)的齒輪軸進(jìn)行了超聲波探傷和硬度檢驗(yàn)。

  二、內(nèi)齒圈的堆焊修復(fù):

  其內(nèi)齒圈外徑φ 1400mm 厚 135mm 制齒時(shí), 50t 履帶吊車的行走局部與上部平臺(tái)的連接采用回轉(zhuǎn)支承。由于機(jī)床的誤動(dòng)作,將其中一個(gè)齒的齒厚銑去了一半,需要進(jìn)行堆焊修復(fù)。內(nèi)齒圈的資料為 5CrMnMo 鋼,焊接性較差。內(nèi)齒圈是經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的而缺陷齒堆焊后不允許再進(jìn)行相應(yīng)的熱處理,因此需要選擇硬度與其相當(dāng)?shù)暮笚l和采用使熱影響區(qū)不出現(xiàn)裂紋的堆焊工藝。具體堆焊過程如下:

  1 且四周要安置擋風(fēng)板。 仔細(xì)清除工件上的油漬、污物等。用氧乙炔焰將待堆焊齒及其周圍預(yù)熱到 300 ℃左右。堆焊應(yīng)在車間內(nèi)進(jìn)行。

  2 焊條經(jīng) 400 ℃ 、 1h 烘焙。施焊時(shí)直流反接。 選用 φ 3.2mm E8015-G J807 焊條堆焊。

  3 使待堆焊齒面處在立焊位置。由齒根部開始, 將齒圈立放在支架上。采用多道多層向上堆焊,每道焊縫的焊接方向相反。待堆焊至要求厚度后,轉(zhuǎn)動(dòng)齒圈,使齒的端面處于立焊位置,堆焊齒的端面和兩側(cè)面,直至全部焊完。每焊一道焊縫后,應(yīng)仔細(xì)清理熔渣。堆焊過程中,層間溫度保持在 180 220 ℃ 。

  4 然后用石棉布蓋嚴(yán), 堆焊后立即用氧乙炔焰將堆焊處加熱至 300 ℃左右。緩冷至室溫。

  5 再在插床上加工出齒形。 用手持砂輪磨平堆焊齒的兩側(cè)面。

  均符合齒圈的質(zhì)量要求。 對(duì)加工后的堆焊部位進(jìn)行磁力探傷和硬度檢驗(yàn)。

  三、鏈輪斷齒的堆焊修復(fù):

  發(fā)現(xiàn)其行走傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的鏈輪有兩個(gè)齒從根部斷掉。由于沒有銑齒刀具無法重新制造,一臺(tái)起重機(jī)進(jìn)行大修時(shí)。決定用堆焊方法修復(fù)。

  再用耐磨堆焊焊條進(jìn)行齒形表面的堆焊。堆焊工藝如下: 鏈輪材料的化學(xué)成分為 0.35%C 1.12%Mn 0.51%Si 0.32%Cr 0.17%Cu 齒面硬度大于 50HRC 堆焊時(shí)先用普通低合金鋼焊條堆成齒形。

  1 便于經(jīng)常檢查齒形。將鏈輪的斷齒部分朝上平放, 焊前按齒形做一個(gè)能測量兩個(gè)齒的樣板。用鋼絲刷刷凈待焊表面和附近的鐵銹,并將油污清理干凈。用氧乙炔焰緩慢加熱堆焊部位,預(yù)熱溫度約 200 ℃ ,以防止堆焊時(shí)產(chǎn)生裂紋。堆焊應(yīng)在室內(nèi)無風(fēng)處進(jìn)行。

  2 焊前焊條在 400 ℃烘干 2h 選用 φ 5mm EDPCrMo-A 4-03 D212 焊條堆焊表面層,  選用 φ 4mm E6016-D1 J606 焊條堆焊齒部。施焊前焊條在 150 ℃烘干 1h 堆焊使用交流電焊機(jī)。

  3 再焊四周, 首先用 E6016-D1 焊條在斷齒面上堆焊。先焊中間。這樣中間的焊接熱量對(duì)原齒的外表淬火層起到一個(gè)退火作用,從而減小發(fā)生裂紋的傾向。采用短弧焊,焊完一層后清渣,并控制層間溫度在 150 200 ℃之間。堆焊層表面應(yīng)盡量平滑,弧坑要填滿,以防止產(chǎn)生弧坑微裂紋。齒部堆高時(shí),應(yīng)按齒形預(yù)留 2 3mm 厚的堆焊量,以便堆焊耐磨層。

  4 連續(xù)堆焊完成。焊后的齒表面要防止凹凸不平, 接著用 EDPCrMo-A 4-03 焊條堆焊齒形表面。以減少修磨齒形的工作量。

  5 使其緩慢冷卻。 焊后立即用石棉布蓋住堆焊部位。

  6 用樣板檢查合格后, 用手持砂輪對(duì)堆焊的齒部仔細(xì)進(jìn)行磨削修整。鏈輪即可使用。

  經(jīng)裝機(jī)試用證明使用效果良好,堆焊修復(fù)的鏈輪。使用中堆焊處未出現(xiàn)斷裂、裂紋等缺陷,已正常使用了兩年多。

  四、大型鑄鐵齒輪斷齒的堆焊修復(fù):

  齒輪資料為 HT200 采用開槽堆齒法修復(fù)斷齒,大型鑄鐵齒輪輪齒根部斷裂。獲得勝利。這種方法勿需拆裝齒輪,具有工藝簡單、操作方便、焊縫質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。具體做法是

  1 并用鋼絲刷刷干凈。開 U 型槽, 斷齒表面用汽油清洗。槽深 8 15mm 寬 5 10mm 開槽數(shù)根據(jù)齒根厚度而定。用氧乙炔焰預(yù)熱斷齒面,當(dāng)槽邊角出現(xiàn)暗紅色時(shí)即停止加熱,進(jìn)行堆焊。

  2 再在整個(gè)斷齒面上堆焊一層過渡層, 預(yù)熱后先用 EZNiFe-1 焊條將槽填滿。最后用 E4303 J422 焊條按齒形進(jìn)行堆焊。采用交流、直流電焊機(jī)均可。必要時(shí)焊條按規(guī)定烘干。

  3 用銼刀打磨出齒形后, 堆焊成形的輪齒。即可投入運(yùn)行。

  使用 1 年多仍然完好,用開槽堆齒法修復(fù)的齒輪。未出現(xiàn)輪齒變形和裂紋,并且堆焊的耐磨性比原齒好。

  五、龍門刨床工作臺(tái)齒條的焊補(bǔ):

  齒條材料為 Ht200 為保證齒條公差要求和焊后變形小, B2152 型龍門刨床工作臺(tái)齒條中部打壞 8 個(gè)齒。采用冷焊法焊補(bǔ)。

  1 使堆焊處呈圓滑過渡。 焊前用汽油和砂布將齒條上的油污擦凈。用扁鏟修整損壞的齒。

  2 焊條在使用前 200 ℃ 、 2h, 選用 φ 3.2mm EZNiFe-1 Z408 焊條進(jìn)行焊補(bǔ)。烘干處置。

  3 每焊一道要進(jìn)行清渣和錘擊, 堆焊時(shí)直流反接。工件不預(yù)熱。采用直線運(yùn)條法。層間溫度必須保持在 100 ℃以下。焊齒要留出加工余量。

  4 齒條基本未變形, 焊后檢查。仍在原齒條公差范圍內(nèi)。加工后未發(fā)現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋等缺陷,經(jīng)使用證明效果很好,完全達(dá)到設(shè)備技術(shù)要求。
 

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井兮精密軸承(上海)有限公司是一家專業(yè)從事軸承及工業(yè)機(jī)械備部件進(jìn)出口的國際性貿(mào)易公司,在工業(yè)領(lǐng)域已有多年的軸承配套及工業(yè)服務(wù)經(jīng)驗(yàn),在新老客戶中有著良好的口碑。

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