CN104629684A - 一种km碳化硅研磨剂和其制作方法及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种KM碳化硅研磨剂和其制作方法及使用方法，所述研磨剂包括如下成分：金刚砂颗粒5~30份、白铅粉10~20份、磷酸氢钙1~4份、机油20~40份、亚麻仁油 20~ 30份、硅酸钠2~5份、碳化硅32~37.99份。本发明加工效率高；对硬面齿轮本体伤害小；大大缩短了新装配齿轮及修复后齿轮啮合的磨合时间；尤其适合高精度齿轮传动在线的点、线、面研磨加工，可有效加速齿轮的啮合、减小制造和装配误差对齿轮传动的影响，通过在线研磨加工，除中心矩偏移、点蚀剥落、轴承损坏等以外，啮合面点、线、面的磨削工艺均具有快捷、简便、易操作、便于掌握、适合于推广的优点，大幅提高了齿轮传动精度，保证了齿轮新件及修复件的顺利投产。还具有无污染、不会影响润滑油的品质、大幅减小齿轮的振动频幅达到设计的允许范围内，无任何副作用的优点。

Description

一种KM碳化硅研磨剂和其制作方法及使用方法

技术领域

本发明涉及硬面齿轮在线加工领域，尤其涉及一种KM碳化硅研磨剂和其制作方法及使用方法。

背景技术

常规的硬面齿轮，由于其硬度高，一般为HRC58°~62°，经磨齿机磨齿后，由于设备加工精度；成套啮合齿轮的主动轮和被动轮两者加工、装配精度差异；使用过程中的零部件变形导致齿轮轴线位移等因素，都将使得齿轮在传动过程中齿面受力不均匀，这就不可避免的在运行过程中产生振动频幅剧增，极易造成损坏电动机、减速机、主动轮、被动轮的事故发生，这些给工程技术人员造成了一种高度心理负担。对于大型设备齿轮，不易拆卸，为避免这种弊端，常规办法只能采用电动砂轮机装上千叶片，用手工磨削的方法进行，此方法费时费力，通常要10~15天，而采用手动磨削，对操作人员专业技能水平要求极高；人工对齿轮啮合的异常工作面做出准确的判断和加工难度非常大；打磨质量受人为因素影响很不稳定，齿面啮合极不均匀，甚至会进一步加剧齿轮振动而引发断齿及齿轮报废的恶性事故，直接影响了整套设备正常运行。

发明内容

为解决上述问题我公司和多家用户单位经过13年的反复摸索、探讨、研制，终于获得了一条简单易行、便于掌握、易于操作、定性适合于推广应用的一种KM碳化硅研磨剂和其制作方法及使用方法。该研磨剂具有加工效率高；对硬面齿轮本体伤害小；大大缩短了新装配齿轮及修复后齿轮啮合的磨合时间；尤其适合高精度齿轮传动的在线研磨加工，可有效减小制造（或修复）和装配误差对齿轮传动的影响，通过在线研磨加工，大幅度提高了齿轮传动精度，保证了齿轮新件及修复件的顺利投产。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种KM碳化硅研磨剂，所述研磨剂包括如下成分：金刚砂颗粒5~30份、白铅粉10~20份、磷酸氢钙1~4份、机油20~40份、亚麻仁油 20~ 30份、硅酸钠2~5份、碳化硅  32~37.99份。根据齿轮外径的大小、齿数、模数齿宽等综合考虑评估主动轮、被动轮轮齿涂抹的需求量，预测估算各成分的需求量和相对配比。

进一步的技术方案，所述金刚砂颗粒的粒度为20~100μm，金刚砂颗粒为球形，其圆球度≥0.6。球形的目的是在研磨中便于及时反复滚动，加速磨削。

进一步的技术方案所述金刚砂颗粒的粒度为80~100μm。金刚砂颗粒的粒度越小，滚动研磨效果越好，但是大模数、大齿数、大宽齿的齿轮，使用较大粒度的金刚砂颗粒为好。

进一步的技术方案，所述金刚砂颗粒的粒度为20~50μm。金刚砂颗粒的粒度越小，滚动研磨效果越好，因此较小的齿轮适用粒度较小的金刚砂颗粒。

进一步的技术方案，所述金刚砂颗粒的圆球度为0.6~0.8。本发明所述“圆球度”指金刚砂颗粒的形状与球体相似的程度，便于在研磨中滚动，使金刚砂颗粒对于中小型齿轮的齿面有很好的适应性。

进一步的技术方案，所述分散助剂为机油，所述机油粘度为37.2~68Pa.s。其目的是能与其配制物搅和后有一定的粘度，能将其他配置物料形成一体的粘结剂。在齿轮啮合研磨的过程中能发挥各成份的物理机械磨合作用。机油粘度在此范围内，能起到与其它配方均匀混合的作用

所述的KM碳化硅研磨剂的制作方法包括如下步骤：

a）原料称量：按比例精确称量配比；

b)混合搅拌：将金刚砂颗粒5~30份、磷酸氢钙1~4份、硅酸钠2~5份混合，然后加入10~20份白铅粉、20~ 30份亚麻仁油和32~37.99份碳化硅，再加入机油20~ 40份混合，边加入机油边用电动机械棒搅拌，最终使研磨剂得粘度指标为37.2-68pa.s。

所述的KM碳化硅研磨剂的制作方法包括如下步骤：

1）用毛刷粘着研磨剂，涂入主动轮和被动轮齿面上；

2）厚度为1~2mm，要求均匀涂刷在齿面上。

综上所述，金刚砂颗粒混合后，经用电动机械棒搅拌均匀，涂刷在齿轮齿面上运行48h左右，能达到表面粗糙度Ra≤0.32μm的要求。

该研磨剂加工效率高；对硬面齿轮本体伤害小；大大缩短了新装配齿轮及修复后齿轮啮合的磨合时间；尤其适合高精度齿轮传动的在线研磨加工，可有效减小制造和装配误差对齿轮传动的影响，通过在线研磨加工，大幅提高了齿轮传动精度，保证了齿轮新件及修复件的顺利投产。除此以外还具有无污染、不会影响润滑油的品质、大幅减小齿轮的振动频幅达到设计的允许范围内，无任何副作用的优点。其制作和使用方法简单易行、便于掌握、易于操作、适合于推广。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1-1为离合器边轴承垂直方向波形图；

图1-2为离合器边轴承垂直方向频谱图；

图2-1为离合器边轴承轴向波形图；

图2-2为离合器边轴承轴向频谱图。

具体实施方式

齿轮分为小齿轮、中齿轮和大齿轮三种规格，具体分类方法如表1所示：

表1

项目	小	中	大
				模数（mm）	≤16	＞16，＜25	≥25，≤50
齿数(个)	≤50	＞50，＜100	≥100
				齿宽（mm）	≤100	＞100，＜200	≥200，≤650
弦齿厚（mm）	≤26	＞26，＜35	≥35，≤60
				外径(mm)	≤500	＞500，＜2000	≥2000

实施例1

一种小齿轮的参数如表2所示：

表2

模数（mm）	齿数(个)	齿宽（mm）	弦齿厚（mm）	外径(mm)
					10	25	50	13	250

对上述小齿轮进行修复时所用KM碳化硅研磨剂配比为：金刚砂颗粒5份、白铅粉10份、磷酸氢钙1份、亚麻仁油 20份、硅酸钠2份、机油40份、硅化碳32份。其中金刚砂颗粒的粒度为20μm，圆球度为0.6，机油粘度为37.2Pa.s。具体制作方法为：按照配比称量好各份原料，先将金刚砂颗粒、磷酸氢钙、硅酸钠混合，然后加入白铅粉、亚麻仁油和硅化碳、再加入机油40份混合，边加入机油边用电动机械棒搅拌，最终研磨剂的粘度指标为37.2pa.s。

实施例2

一种中齿轮的参数如表3所示：

表3

模数（mm）	齿数(个)	齿宽（mm）	弦齿厚（mm）	外径(mm)
					20	70	150	32	800

对上述中齿轮进行修复时所用KM碳化硅研磨剂配比为：金刚砂颗粒10份、白铅粉15份、磷酸氢钙1份、亚麻仁油25份、硅酸钠5份、机油20份、硅化碳36份。其中金刚砂颗粒的粒度为50μm，圆球度为0.8，机油粘度为68Pa.s。具体制作方法为：按照配比称量好各份原料，先将金刚砂颗粒、磷酸氢钙、硅酸钠混合，然后加入白铅粉、亚麻仁油和硅化碳、再加入机油20份混合，边加入机油边用电动机械棒搅拌，最终研磨剂的粘度指标为68pa.s 。

实施例3

一种中齿轮的参数如表4所示：

表4

模数（mm）	齿数(个)	齿宽（mm）	弦齿厚（mm）	外径(mm)
					25	90	180	32	1500

对上述中齿轮进行修复时所用KM碳化硅研磨剂配比为：金刚砂颗粒20份、白铅粉18份、磷酸氢钙2份、亚麻仁油27份、硅酸钠5份、机油30份、硅化碳37份。其中金刚砂颗粒的粒度为80μm，圆球度为0.7，机油粘度为50Pa.s。具体制作方法为：按照配比称量好各份原料，先将金刚砂颗粒、磷酸氢钙、硅酸钠混合，然后加入白铅粉、亚麻仁油和硅化碳、再加入机油30份混合，边加入机油边用电动机械棒搅拌，最终研磨剂的粘度指标为55pa.s 。

实施例4

一种大齿轮的参数如表5所示：

表5

模数（mm）	齿数(个)	齿宽（mm）	弦齿厚（mm）	外径(mm)
					45	200	400	55	3000

对上述大齿轮进行修复时所用KM碳化硅研磨剂配比为：金刚砂颗粒30份、白铅粉20份、磷酸氢钙4份、亚麻仁油30份、硅酸钠5份、机油40份、硅化碳37.99份。其中金刚砂颗粒的粒度为100μm，圆球度为0.9，机油粘度为58.9Pa.s。具体制作方法为：按照配比称量好各份原料，先将金刚砂颗粒、磷酸氢钙、硅酸钠混合，然后加入白铅粉、亚麻仁油和硅化碳、再加入机油40份混合，边加入机油边用电动机械棒搅拌，最终研磨剂的粘度指标为60.3pa.s。

将实施例3中制得的KM碳化硅研磨剂修复其对应的中齿轮，修复步骤如下：

1）用毛刷粘着配置完成混合后的研磨剂，涂入中齿轮的齿面上；

2）厚度为1~2mm，要求较均匀涂刷在齿面上

发现将上述KM碳化硅研磨剂涂刷在齿轮齿面上运行48h，能达到表面粗糙度Ra≤0.32的要求。然后分别在所述中齿轮所在的离合器边轴承垂直方向、离合器边轴承水平方向和离合器边轴承轴向测量振动数据，每次测三次重复，数据如表6和图1-1、图1-2、图2-1、图2-2所示。

表6

实例结果表明：轴承的3个测点的振动数据在逐渐减小，且减小的幅度较大，再结合波形图和频谱图可知振动波形已趋于平缓，且幅值也大幅减小，振动频谱有所减少。齿轮经过磨合后，啮合情况好转，振动幅值大幅减小，振动谱线明显减少，轴承振动运行正常，大小齿轮啮合良好。因此,使用“FGM-KM”弥散强化复合金属梯度功能新材料，BU熔敷新工艺修复过后的工件，采用本发明的硬面齿轮接触面的KM碳化硅研磨剂啮合材料磨合达到了重新使用的效果，还超过了原设计的水平。

以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种KM碳化硅研磨剂，其特征在于，包括如下重量份组分：

金刚砂颗粒5~30份、白铅粉10~20份、磷酸氢钙1~4份、机油20~40份、亚麻仁油 20~ 30份、硅酸钠2~5份、碳化硅  32~37.99份。

2.如权利要求1所述的一种KM碳化硅研磨剂，其特征在于，所述金刚砂颗粒的粒度为20~100μm，金刚砂颗粒为球形，其圆球度≥0.6。

3.如权利要求1所述的一种KM碳化硅研磨剂，其特征在于，所述金刚砂颗粒的粒度为80~100μm。

4.如权利要求1所述的一种KM碳化硅研磨剂，其特征在于，所述金刚砂颗粒的粒度为20~50μm。

5.如权利要求2所述的一种KM碳化硅研磨剂，其特征在于，所述金刚砂颗粒的圆球度为0.6~0.8。

6.如权利要求1所述的一种KM碳化硅研磨剂，其特征在于，所述机油粘度为37.2~68Pa.s。

7.如权利要求1所述的一种KM碳化硅研磨剂的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

a）原料称量：按比例精确称量配比；

b）混合搅拌：将金刚砂颗粒5~30份、磷酸氢钙1~4份、硅酸钠2~5份混合，然后加入10~20份白铅粉、20~ 30份亚麻仁油和32~37.99份碳化硅，再加入机油20~ 40份混合，边加入机油边用电动机械棒搅拌，最终使研磨剂得粘度指标为37.2-68pa.s。

8.如权利要求1所述的一种KM碳化硅研磨剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）用毛刷粘着配置完成混合后的研磨剂，涂入主动轮和被动轮齿面上；

2）厚度为1~2mm，要求较均匀涂刷在齿面上。