CN109514171A - 一种行星架内花键的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于行星架内花键修复技术领域，具体涉及一种行星架内花键的修复方法，所述修复方法，通过在行星架待修复位置进行扩孔并镶嵌花键套，所述花键套通过堆焊、连接件等方式与行星架固定连接，然后再对花键套进行加工形成与行星架原有内花键参数完全一致的内花键；本发明提供的这种内花键修复方法，不存在安装误差和焊接误差，所使用零件及工具简单且比较容易获得，所涉及方法操作简单便捷，极大地节约了生产加工成本，提高了零件的重复使用率，应用前景广泛。

Description

一种行星架内花键的修复方法

技术领域

本发明属于行星架内花键修复技术领域，具体涉及一种行星架内花键的修复方法。

背景技术

行星架是安装于采煤机截割部或牵引部的最后一级减速机构，是采煤机中的重要传动零件，工作特点是转速低、承受较大的扭矩和冲击载荷，其工作寿命直接影响到采煤机的使用性能和寿命。

在国家倡导创建节约型社会、提倡绿色制造的大环境下，针对废旧物品的回收再利用就显得尤为重要，采煤机的行星架修复、再利用就是绿色制造的一个方面。

然而，目前并没有针对采煤机的行星架内花键特别有效的修复方法，一旦行星架内花键磨损严重就只能报废处理，这就造成了比较大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种行星架内花键的修复方法，恢复已磨损行星架内花键的使用功能，降低生产成本，减少材料浪费。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种行星架内花键的修复方法，具体包括如下步骤：

步骤一、对行星架上端面的吊装孔进行堆焊处理；

步骤二、对待修复位置处的内花键进行扩孔；

步骤三、加工并镶嵌花键套；

步骤四、加工待修复位置处的内花键齿顶圆；

步骤五、固定连接所述花键套与行星架基体；

步骤六、加工待修复位置处的内花键，完成对所述行星架内花键的修复。

进一步地，所述步骤二、对所述待修复位置处的内花键进行扩孔，具体包括如下步骤：

2.1、计算所述待修复位置处的内花键齿根圆的直径；

2.2、根据所述齿根圆直径确定所述内花键扩孔的直径；

2.3、计算所述扩孔的公差；

2.4、进行扩孔。

进一步地，所述步骤三、加工并镶嵌花键套，具体包括如下步骤：

3.1、根据所述内花键的齿顶圆尺寸确定所述花键套的内孔尺寸；

3.2、计算所述花键套的外圆公差；

3.3、将所述花键套冷装入待修复位置已扩好的孔内，使所述花键套与所述行星架内花键待修复处过盈配合；

3.4、对所述花键套与所述行星架上端面的接口处进行堆焊处理。

进一步地，所述步骤3.3中的冷装采用液氮冷装，冷装温度为-180℃～-200℃。

进一步地，所述步骤3.4中花键套与所述行星架上端面的接口为V型坡口，对该V型坡口进行堆焊处理，是为了加强所述花键套与所述行星架的连接强度。

进一步地，所述步骤五、固定连接所述花键套与所述行星架基体，具体包括如下步骤：

5.1、在所述花键套与所述行星架上端面的骑缝处钻孔；

5.2、利用连接件通过所述骑缝处的孔将所述花键套与所述行星架基体固定连接。

进一步地，所述步骤5.1中的孔为圆柱销孔，所述步骤5.2中的连接件为销。

进一步地，当完成步骤五后，执行如下步骤：

重新加工所述行星架上端面的吊装孔；

所述行星架通过重新加工后的吊装孔经连接件安装于采煤机的摇臂壳体内；

执行步骤六。

进一步地，所述步骤六、加工待修复位置处的内花键前，根据实际情况还需要检测所述花键套的内孔尺寸是否符合加工要求，具体包括：

用内径千分尺测量所述花键套的内孔尺寸；

检测所述花键套的内孔尺寸与标准尺寸的差值是否在允许的误差范围内；例如，在实际加工过程中，经过现场实际测量花键套的内孔尺寸为Φ135.69mm，在设计的花键套的标准尺寸的公差范围内，完全符合设计要求。

由此可见，本发明的有益效果在于：通过在行星架待修复位置进行扩孔并镶嵌花键套，所述花键套通过堆焊、连接件等方式与行星架固定连接，然后再对花键套进行加工形成与行星架使用前内花键参数完全一致的内花键。

本发明提供的这种内花键修复方法，不存在安装误差和焊接误差，所使用零件及工具简单且比较容易获得，所涉及方法操作简单便捷，极大地节约了生产加工成本，提高了零件的重复使用率，应用前景广泛。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种行星架内花键的修复方法的工艺流程图；

图2为本发明中行星架吊装孔的位置图；

图3为本发明中行星架与花键套的焊接结构示意图；

图4为本发明中行星架内花键扩孔图；

图5为本发明中行星架与花键套的装配结构图；

图6为本发明实施例2提供的一种行星架内花键的修复方法的工艺流程图。

其中：1为行星架；2为吊装孔；3为花键套；4为花键套与行星架上端面的接口；5为连接件。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

参见图1所示，本发明提供了一种行星架内花键的修复方法，具体包括如下步骤：

步骤一、对行星架1上端面的吊装孔2进行堆焊处理，避免在后续加工过程中因断削车削而影响加工精度；

步骤二、对待修复位置处的内花键进行扩孔；

步骤三、加工并镶嵌花键套3；

步骤四、加工待修复位置处的内花键齿顶圆；

步骤五、固定连接所述花键套3与行星架基体；

步骤六、加工待修复位置处的内花键，完成对所述行星架内花键的修复。

可选地，所述步骤二、对所述待修复位置处的内花键进行扩孔，参见图4所示，具体包括如下步骤：

2.1、计算所述待修复位置处的内花键齿根圆的直径d_f；具体地，内花键齿根圆的直径根据计算公式(1)计算得到；

d_f＝m×(z+1.5) (1)

式(1)中，d_f为内花键齿根圆的直径，m为模数，模数是指相邻两轮齿同侧齿廓间的齿距p与圆周率π的比值，以mm为单位；z为齿数；

2.2、根据所述齿根圆直径d_f确定所述内花键扩孔的直径，使所述花键套的薄厚程度满足加工强度需求；

2.3、计算所述扩孔的公差，其中，所述扩孔的公差根据国家标准GB/T5371-2004(极限与过盈配合的计算和选用)所规定的算法进行计算获取；

2.4、进行扩孔。

可选地，所述步骤三、加工并镶嵌花键套3，具体包括如下步骤：

3.1、根据所述内花键的齿顶圆尺寸确定所述花键套3的内孔尺寸；

3.2、计算所述花键套3的外圆公差，所述花键套3的外圆公差根据国家标准GB/T5371-2004(极限与过盈配合的计算和选用)所规定的算法进行计算获取；

3.3、将所述花键套3冷装入待修复位置已扩好的孔内，使所述花键套3与所述行星架1内花键待修复处过盈配合；

3.4、对所述花键套与所述行星架上端面的接口4进行堆焊处理。

可选地，所述步骤3.3中的冷装采用液氮冷装，冷装温度为-180℃～-200℃。

可选地，参见图3所示，所述花键套3与所述行星架1上端面的接口4处为V型坡口，对其进行堆焊处理后能够加强所述花键套3与所述行星架1的连接强度。

可选地，所述步骤五、固定连接所述花键套3与行星架基体(参见图5)，具体包括如下步骤：

5.1、在所述花键套1与所述行星架1上端面的骑缝处钻孔；

5.2、利用连接件5通过所述骑缝处的孔将所述花键套3与所述行星架基体固定连接，其中，连接件5的挤压应力σ_P根据公式(2)计算，连接件5的剪切应力τ根据公式(3)计算；

式(2)中，F为横向力、单位为N，d为连接件的直径、单位为mm，D为花键套的外圆直径、单位为mm，L为连接件5的长度、单位为mm，σ_pp为连接件5、行星架基体、花键套3三类零件中最弱的许用挤压应力，单位为MPa；

式(3)中，T为转矩、单位为N/mm，d为连接件5的直径、单位为mm，D为花键套的外圆直径、单位为mm，L为连接件5的长度、单位为mm，τ_p为连接件5的许用剪切应力。

综上，可以根据采煤机行走机构对行星架内花键的剪切应力及挤压应力再考虑零件尺寸形状。

进一步地，所述步骤5.1中的孔为圆柱销孔，所述步骤5.2中的连接件5为销，对于销的常用材料，τ_p＝80MPa。

进一步地，所述步骤六、加工待修复位置处的内花键，其各部分参数及精度与行星架使用前的参数保证完全一致。

实施例2：

参见图1，本发明提供了一种采煤机行走机构的行星架内花键的修复方法，在确定行星架1内花键的待修复位置后，具体的加工工艺过程如下：

步骤一、对所述行星架1上端面的两个吊装孔2进行堆焊处理，避免在后续内花键扩孔加工过程中因断削车削而影响加工精度，所述吊装孔2的位置参见图2，其加工尺寸为M16；

步骤二、对待修复位置处的内花键进行扩孔，具体包括：根据上述计算公式(1)计算待修复位置处的内花键齿根圆的直径d_f，从而根据所述齿根圆直径d_f确定所述内花键扩孔直径加工尺寸为Φ180，使所述花键套3的薄厚程度满足加工强度需求，所述扩孔Φ180的孔公差根据国家标准GB/T5371-2004(极限与过盈配合的计算和选用)所规定的算法进行计算选取孔径为Φ180H7；

步骤三、加工并镶嵌花键套3，具体为：根据所述内花键的齿顶圆尺寸并留相应余量保证加工，选取所述花键套3的内孔尺寸根据国家标准GB/T5371-2004(极限与过盈配合的计算和选用)所规定的算法进行计算选取所述花键套3的外圆公差为Φ180S6，即所述花键套3的外圆及扩孔的配合公差为H7/S6；将所述花键套3冷装入待修复位置已扩好的孔内，使所述花键套3与所述行星架1内花键待修复处过盈配合，并对所述花键套3与所述行星架上端面的接口4处进行堆焊处理，焊接结构参见图3，其中，冷装采用液氮冷装，冷装温度为-180℃～-200℃；

步骤四、刀检平所述行星架1上端面，加工所述待修复位置处的内花键齿顶圆；

步骤五、固定连接所述花键套3与行星架基体，具体包括：在所述花键套3与所述行星架1上端面的骑缝处钻圆柱销孔，销的挤压应力根据公式(2)计算，销的剪切应力根据公式(3)计算，根据采煤机行走机构对行星架内花键的剪切应力及挤压应力结合国家标准GB/T119.2-2000(圆柱销淬硬钢和马氏体不锈钢)选取圆柱销型号GB/T119.2 16×70-A，数量为六根、确定圆柱销孔的加工公差Φ16H7；

步骤六、重新加工所述行星架1上端面的两个吊装孔2，加工参数为M16-6H；

步骤七、所述行星架1通过两个吊装孔2经销子6-Φ16H7安装于采煤机的摇臂壳体内；

步骤八、通过人工检查方法，用内径千分尺检测所述花键套3的内孔尺寸，是否为

步骤九、加工所述待修复位置处的内花键，其各部分参数及精度与使用前的参数保证完全一致(详见如下表1)，完成对所述行星架内花键的修复。

进一步地，所述花键套3与所述行星架1上端面的V型坡口的角度数为45°，表面粗糙度为1.6μm。

圆柱直齿渐开线内花键参数

表1

表1中，各参数的具体意义如下：

压力角是指在两齿轮节圆相切点P处，两齿廓曲线的公法线(即齿廓的受力方向)与两节圆的公切线(即P点处的瞬时运动方向)所夹的锐角称为压力角，也称啮合角；

作用齿槽宽最小值：一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长的最小值；

棒间距：当齿轮的齿数为偶数时，用同一大小量棒在齿轮齿槽两端对称位置放置所测量出的两量棒之间的距离；

公法线长度：两个异侧齿面相切的两平行平面间的距离；

跨齿数：测量公法线长度时所间隔的齿槽数。

在对所述行星架的待修复位置进行修复后，在采煤机加载试验台对该零件的强度进行试验，试验结果表明，该修复方案能够满足零件所处工作环境的使用。本发明提供的这种行星架内花键的修复方法，不存在安装误差和焊接误差，所使用零件及工具简单且比较容易获得，所涉及方法操作简单便捷，极大地节约了生产加工成本，提高了零件的重复使用率。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种行星架内花键的修复方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤一、对行星架上端面的吊装孔进行堆焊处理；

步骤二、对待修复位置处的内花键进行扩孔；

步骤三、加工并镶嵌花键套；

步骤四、加工待修复位置处的内花键齿顶圆；

步骤五、固定连接所述花键套与行星架基体；

步骤六、加工待修复位置处的内花键，完成对所述行星架内花键的修复。

2.根据权利要求1所述的行星架内花键的修复方法，其特征在于，所述步骤二、对待修复位置处的内花键进行扩孔，具体包括如下步骤：

2.1、计算待修复位置处的内花键齿根圆的直径；

2.2、根据所述齿根圆直径确定待修复位置处内花键扩孔的直径；

2.3、计算所述扩孔的公差；

2.4、进行扩孔。

3.根据权利要求1所述的行星架内花键的修复方法，其特征在于，所述步骤三、加工并镶嵌花键套，具体包括如下步骤：

3.1、根据所述内花键的齿顶圆尺寸确定所述花键套的内孔尺寸；

3.2、计算所述花键套的外圆公差；

3.3、将所述花键套冷装入待修复位置已扩好的孔内，使所述花键套与所述行星架内花键待修复处过盈配合；

3.4、对所述花键套与所述行星架上端面的接口进行堆焊处理。

4.根据权利要求3所述的行星架内花键的修复方法，其特征在于，所述步骤3.3中的冷装采用液氮冷装，冷装温度为-180℃～-200℃。

5.根据权利要求3所述的行星架内花键的修复方法，其特征在于，所述步骤3.4中花键套与所述行星架上端面的接口为V型坡口。

6.根据权利要求1所述的行星架内花键的修复方法，其特征在于，所述步骤五、固定连接所述花键套与行星架基体，具体包括如下步骤：

5.1、在所述花键套与所述行星架上端面的骑缝处钻孔；

5.2、利用连接件通过所述骑缝处的孔将所述花键套与行星架基体固定连接。

7.根据权利要求6所述的行星架内花键的修复方法，其特征在于，所述步骤5.1中的孔为圆柱销孔，所述步骤5.2中的连接件为销。

8.根据权利要求1所述的行星架内花键的修复方法，其特征在于，当完成步骤五后，执行如下步骤：

重新加工所述行星架上端面的吊装孔；

所述行星架通过重新加工后的吊装孔经连接件安装于采煤机的摇臂壳体内；

执行步骤六。