CN110735908A - 齿轮断齿修补方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮断齿修补方法，包括以下步骤：S1，将断齿的齿轮从相应的安装设备上拆卸下来，清洁齿轮表面上的油污，然后取样检测齿轮的材质成分，根据检测出的成分选取相同或类似成分的焊丝和焊条；S2，对断齿的表面进行显影探伤，然后对断齿上的裂纹处进行手工打磨，直至裂纹消失；S3，对齿轮上相应的断齿部位通过磨光机开设呈V型结构的坡口槽，以与步骤S2中打磨后的断齿焊接。本发明修复方式快捷，占用时间短，并且在焊接过程中通过定位齿卡对断齿限位，提高断齿在齿轮上的安装位置精度，提高齿轮的整体修复效果。

Description

齿轮断齿修补方法

技术领域

本发明涉及齿轮修复技术领域，具体涉及一种齿轮断齿修补方法。

背景技术

在航运业和制造业飞速发展的今天，齿轮作为一种力的传输纽带，得到广泛运用。齿轮是依靠轮缘上的牙齿相互连续啮合传送运动和动力，齿轮是现代机械传动中的重要组成部分。从国防机械到民用机械，从重工业机械到轻工业机械，无不普遍采用齿轮传动。

在蒸蒸日上的疏浚行业中，抓斗式挖泥船由于操作便捷、油耗低、适应工况广泛等优势占有一定市场地位。抓斗船的高车增速、减速齿轮箱是挖掘动力传输与转换的核心部件，也是主要的受力运动件。内部大、小齿轮间的相互啮合输送动力，完成船舶施工中抓斗起升、下放操作。然而，齿轮长期高负荷地运转，致使齿轮故障率逐年增加。齿轮的损坏将直接影响机械传动，从而影响整个生产过程。齿轮的损坏主要发生在轮齿部位，主要形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、塑性变形等。这些损坏均可通过适当的修理工艺使齿轮得以恢复重新使用，从而达到设备正常运转，节约修费的目的。

在实际使用过程中，最常见的齿轮损坏形式是齿面磨损和轮齿断裂，这两种失效形式都可以采用手工电弧堆焊的方法进行修复。对于大扭矩齿轮断齿后的焊接修理，属于非常规修理，同时也是最有效的应急修理、临时性修理方案。而现有技术中大扭矩齿轮断齿后的焊接工艺是切掉损坏的轮齿，镶配新的轮齿，然后焊接固定或螺钉固定，总体焊接工艺复杂、制作成本高，断齿的安装位置不准确、修复时间长。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种齿轮断齿修补方法，修复方式快捷，占用时间短，并且在焊接过程中通过定位齿卡对断齿限位，提高断齿在齿轮上的安装位置精度，提高齿轮的整体修复效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种齿轮断齿修补方法，包括以下步骤：

S1，将断齿的齿轮从相应的安装设备上拆卸下来，清洁齿轮表面上的油污，然后取样检测齿轮的材质成分，根据检测出的成分选取相同或类似成分的焊丝和焊条；

S2，对断齿的表面进行显影探伤，然后对断齿上的裂纹处进行手工打磨，直至裂纹消失，并将断齿的齿根部磨制成V型结构；

S3，对齿轮上相应的断齿部位通过磨光机开设呈V型结构的坡口槽，以与步骤S2中打磨后的断齿焊接；

S4，根据齿轮上完好无损伤的轮齿制作定位齿卡，使定位齿卡上制作的轮齿的工艺参数与齿轮上轮齿的工艺参数相同，以使定位齿卡和齿轮相互啮合，用于断齿与齿轮焊接时的定位；

S5，将步骤S4中制作好的定位齿卡安放在齿轮上断齿的部位，且使定位齿卡上的一个齿槽正对准齿轮断齿处的坡口槽，然后将步骤S2中打磨好的断齿插于定位齿卡和坡口槽之间，并将断齿的齿顶紧贴在定位齿卡上的齿槽内，在齿轮的端面上与断齿齿根齐平的位置画线，然后将断齿和定位齿卡取下，对坡口槽内部用步骤S1选好的焊丝进行初步堆焊，当堆焊面与画线位置接近平齐时，停止焊丝的堆焊；

S6，重新将断齿放置在堆焊后的坡口槽内，并将定位齿卡放置在齿轮上，手动使断齿的齿顶紧贴在定位齿卡上对应的齿槽，然后对各个贴紧定位齿卡上齿槽的齿顶进行点焊，使断齿和定位齿卡相对齿轮固定，对断齿进行定位；

S7，改用步骤S1选取的焊条对断齿的齿面与堆焊面之间进行焊接，直至将坡口槽与断齿之间的间隙填满并与断齿的齿根部完全接触焊接；

S8，焊接完成后，立即使用石棉布将堆焊部位盖严，使其缓慢冷却，冷却完成后，用打磨工具对堆焊部位进行打磨成型。

优选的是，在步骤S5、S6、S7进行施焊过程中，需要通过氧乙炔焰对齿轮按照预设温度进行加热。

在上述任一方案中优选的是，所述预设温度为180℃-250℃。

在上述任一方案中优选的是，所述坡口槽的V型口夹角为56°-70°。

在上述任一方案中优选的是，步骤S4中所述定位齿卡上轮齿的个数至少为四个。

在上述任一方案中优选的是，所述焊条和焊丝的材质相同。

在上述任一方案中优选的是，在步骤S5堆焊过程中每层焊接完成后需要对氧化层进行打磨。

在上述任一方案中优选的是，所述定位齿卡的个数为两个，在焊接时，所述定位齿卡分别放置在齿轮上断齿的两端。

与现有技术相比，本发明提供的齿轮断齿修补方法具有以下有益效果：

1、通过在齿轮断齿部位开设呈V型结构的坡口槽，不仅可以消除齿轮上的裂纹，而且还增大了与断齿的焊接面积，使齿轮与断齿结合的更加牢固，而且根基齿轮上无损坏的轮齿制作相同的轮齿的定位齿卡，通过将定位齿卡放置在齿轮上使其与齿轮配合，使定位齿卡上的一个齿槽与断齿对应，安装时，只需断齿放置在齿槽内，手动使断齿的齿顶紧贴齿槽进行点焊定位，定位准确度高，定位精准，安装方式简单快捷，减少修复时间，并且定位齿卡可以重复使用，成本低；在施焊过程中选用焊丝和焊条，对坡口槽进行初步堆焊时，采用焊丝进行堆焊，直至堆焊表面将近与断齿接触时，采用焊条对断齿进行焊接固定，焊丝熔化速度快，提高了焊接效率；

2、坡口槽的中心线与水平线之间的夹角为56°-70°，增大坡口槽的宽度，以增大焊接面积，焊接更加牢固。

附图说明

图1为本发明提供的断齿、定位齿卡和齿轮焊接时的整体结构示意图；

图2为图1所示实施例中齿轮的结构示意图；

图3为图1所示实施例中定位齿卡的结构示意图；

图4为图1所示实施例中两个定位齿卡的分布示意图。

图中标注说明：1、齿轮；2、定位齿卡；3、坡口槽；4、断齿。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。

实施例1

如图1-4所示，按照本发明提供的齿轮断齿修补方法的一实施例，包括以下步骤：

S1，将断齿4的齿轮1从相应的安装设备上拆卸下来，清洁齿轮1表面上的油污，然后取样检测齿轮1的材质成分，根据检测出的成分选取相同或类似成分的焊丝和焊条；

S2，对断齿4的表面进行显影探伤，然后对断齿4上的裂纹处进行手工打磨，直至裂纹消失，并将断齿的齿根部磨制成V型结构；向断齿4的表面喷显影剂进行渗透探伤，可以显示出裂纹的深度，进行打磨，并直至显影剂消失，即裂纹消除；

S3，对齿轮1上相应的断齿4部位通过磨光机开设呈V型结构的坡口槽3，以与步骤S2中打磨后的断齿4配合焊接；通过开设V型结构的坡口槽3以增大焊接面积，有利于提高断齿4与齿轮1的牢固性，同时也有助于消除裂纹；

S4，根据齿轮1上完好无损伤的轮齿制作定位齿卡2，使定位齿卡2上制作的轮齿的工艺参数与齿轮1上轮齿的工艺参数相同，保证定位齿卡2上轮齿的大小和分布均与齿轮1上的轮齿相同，以使定位齿卡2和齿轮1相互啮合，使断齿4能够插进定位齿卡2上的齿槽内，进行位置定位，用于断齿4与齿轮1焊接时的定位；通过定位齿卡2的制作，便于在齿轮1上焊接断齿4时，对断齿4焊接位置的精准定位；使断齿4与齿轮1上的其他轮齿的高度一致，以及断齿4两侧形成的齿槽宽度也一致；

S5，将步骤S4中制作好的定位齿卡安放在齿轮1上断齿4的部位，且使定位齿卡2上的一个齿槽正对准齿轮断齿处的坡口槽3，同时定位齿卡2上剩余的齿槽插于齿轮1上对应的齿上，以对定位齿卡2限位，然后将步骤S2中打磨好的断齿4插于定位齿卡2和坡口槽3之间，并将断齿4的齿顶紧贴在定位齿卡2上的齿槽内，在齿轮的端面上与断齿齿根齐平的位置画线，可以采用油漆笔或马克笔在齿轮端面进行画线标注，然后将断齿和定位齿卡取下，对坡口槽内部用用步骤S1选好的焊丝进行初步堆焊，当堆焊面与画线位置接近平齐时，停止焊丝的堆焊；由于坡口槽深度较深，直接将打磨后的断齿放置在坡口槽内，会导致断齿插进坡口槽内而使断齿的齿顶无法与其他齿配合，因此先通过焊丝进行熔化堆焊，以提高齿轮1坡口槽3内底面的堆焊效率，在齿轮端面上画线，便于在堆焊过程中堆焊面与断齿齿根之间距离的判定；

S6，重新将断齿4放置在堆焊后的坡口槽3内，并将定位齿卡2放置在齿轮1上，手动使断齿的齿顶紧贴在定位齿卡上对应的齿槽，然后对各个贴紧定位齿卡上齿槽的齿顶进行点焊，使断齿和定位齿卡相对齿轮固定，对断齿进行定位，点焊后断齿和定位齿卡处于固定状态，无需手动拖动，防止在后续焊接过程中将手弄伤，降低危险性；

S7，改用步骤S1选取的焊条对断齿的齿面与堆焊面之间进行焊接，直至将坡口槽与断齿之间的间隙填满并与断齿的齿根部完全接触焊接；由于断齿4长度较长，焊丝堆焊位置受限，无法进行到底，改用相同材质焊条堆焊进行断齿4固定。

由于坡口槽3深度比较深，而焊丝的熔化速度比焊条快，提高了焊接效率，而且焊条长度比较长，在堆焊面与断齿4底面将近接触时，由于焊丝短无法触及断齿4中间部位，从而使断齿4中间部位无法与堆焊面焊接，因此采用焊条进行插入焊接，当一根焊条因焊接长度变短时，更换新的焊条，直至焊接完成。

S8，焊接完成后，立即使用石棉布将堆焊部位盖严，使其缓慢冷却，冷却完成后，使用气焊或绞磨机对定位齿卡与齿顶焊接部位切割，以将定位齿卡取下，然后用打磨工具对堆焊以及切割部位进行打磨使其光滑，打磨工具可以为砂轮或铣床，最后获得良好的加工尺寸即可投入生产。

进一步的，在步骤S5、S6、S7进行施焊过程中，需要通过氧乙炔焰对齿轮1按照预设温度进行加热，目的是为了使两种溶质更好地熔合在一起，防止堆焊时产生裂纹及应力集中造成变形。堆焊要在室内无风处进行。

进一步的，所述预设温度为180℃-250℃。

进一步的，所述坡口槽的V型口夹角为56°-70°，以增大焊接面积。其中，所述坡口槽3的深度根据裂纹的深度而设定，所述坡口槽3的V型口宽度大于断齿4的最大宽度，便于坡口槽与断齿完全焊接固定。

进一步的，步骤S4中所述定位齿卡2上轮齿的个数至少为四个，以对应形成至少三个齿槽，通过定位齿卡2和齿轮1上轮齿的啮合，便于定位齿卡2在齿轮1位置上的定位，保证断齿4位置安装的准确性。

进一步的，所述焊条和焊丝得材质相同。

进一步的，在步骤S5中即焊丝堆焊过程中每层焊接完成后需要通过绞磨机对氧化层进行打磨，防止焊接出现夹杂及气泡产生，降低焊接质量，因为用焊丝焊接时不能一次性堆焊至所需高度，因此每层堆焊后的表面会产生氧化层，需要打磨掉，才能继续堆焊。

进一步的，所述定位齿卡2的个数为两个，在焊接时，所述定位齿卡分别放置在齿轮上断齿的两端，通过定位齿卡使断齿的两端均与齿轮相对固定，保证断齿的平行度，使断齿在齿轮的安装定位更加精准。

实施例2

与上述实施例不同之处为，所述坡口槽的V型口夹角为60°。

实施例3

与上述实施例不同之处为，所述坡口槽的V型口夹角为65°。

实施例4

与上述实施例不同之处为，所述预热温度为200℃。

实施例5

与上述实施例不同之处为，所述预热温度为245℃。

实施例6

与上述实施例不同之处为，所述预热温度为225℃。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

通过在齿轮断齿部位开设呈V型结构的坡口槽，不仅可以消除齿轮上的裂纹，而且还增大了与断齿的焊接面积，使齿轮与断齿结合的更加牢固，而且根基齿轮上无损坏的轮齿制作相同的轮齿的定位齿卡，通过将定位齿卡放置在齿轮上使其与齿轮配合，使定位齿卡上的一个齿槽与断齿对应，安装时，只需断齿放置在齿槽内，手动使断齿的齿顶紧贴齿槽进行点焊定位，定位准确度高，定位精准，安装方式简单快捷，减少修复时间，并且定位齿卡可以重复使用，成本低；在施焊过程中选用焊丝和焊条，对坡口槽进行初步堆焊时，采用焊丝进行堆焊，直至堆焊表面将近与断齿接触时，采用焊条对断齿进行焊接固定，焊丝熔化速度快，提高了焊接效率。

本领域技术人员不难理解，本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种齿轮断齿修补方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，将断齿的齿轮从相应的安装设备上拆卸下来，清洁齿轮表面上的油污，然后取样检测齿轮的材质成分，根据检测出的成分选取相同或类似成分的焊丝和焊条；

S2，对断齿的表面进行显影探伤，然后对断齿上的裂纹处进行手工打磨，直至裂纹消失，并将断齿的齿根部磨制成V型结构；

S3，对齿轮上相应的断齿部位通过磨光机开设呈V型结构的坡口槽，用以与步骤S2中打磨后的断齿配合焊接；

S4，根据齿轮上完好无损伤的轮齿制作定位齿卡，使定位齿卡上制作的轮齿的工艺参数与齿轮上轮齿的工艺参数相同，以使定位齿卡和齿轮相互啮合，用于断齿与齿轮焊接时的定位；

S5，将步骤S4中制作好的定位齿卡安放在齿轮上断齿的部位，且使定位齿卡上的一个齿槽正对准齿轮断齿处的坡口槽，然后将步骤S2中打磨好的断齿插于定位齿卡和坡口槽之间，并将断齿的齿顶紧贴在定位齿卡上的齿槽内，在齿轮的端面上与断齿齿根齐平的位置画线，然后将断齿和定位齿卡取下，对坡口槽内部用步骤S1选好的焊丝进行初步堆焊，当堆焊面与画线位置接近平齐时，停止焊丝的堆焊；

S6，重新将断齿放置在堆焊后的坡口槽内，并将定位齿卡放置在齿轮上，手动使断齿的齿顶紧贴在定位齿卡上对应的齿槽，然后对各个贴紧定位齿卡上齿槽的齿顶进行点焊，使断齿和定位齿卡相对齿轮固定，对断齿进行定位；

S7，改用步骤S1选取的焊条对断齿的齿面与堆焊面之间进行焊接，直至将坡口槽与断齿之间的间隙填满并与断齿的齿根部完全接触焊接；

S8，焊接完成后，立即使用石棉布将堆焊部位盖严，使其缓慢冷却，冷却完成后，用打磨工具对堆焊部位进行打磨成型。

2.根据权利要求1所述的齿轮断齿修补方法，其特征在于：在步骤S5、S6、S7进行施焊过程中，需要通过氧乙炔焰对齿轮按照预设温度进行加热。

3.根据权利要求2所述的齿轮断齿修补方法，其特征在于：所述预设温度为180℃-250℃。

4.根据权利要求1所述的齿轮断齿修补方法，其特征在于：所述坡口槽的V型口夹角为56°-70°。

5.根据权利要求1所述的齿轮断齿修补方法，其特征在于：步骤S4中所述定位齿卡上轮齿的个数至少为四个。

6.根据权利要求1所述的齿轮断齿修补方法，其特征在于：所述焊条和焊丝的材质相同。

7.根据权利要求6所述的齿轮断齿修补方法，其特征在于：在步骤S5堆焊过程中每层焊接完成后需要对氧化层进行打磨。

8.根据权利要求1所述的齿轮断齿修补方法，其特征在于：所述定位齿卡的个数为两个，在焊接时，所述定位齿卡分别放置在齿轮上断齿的两端。

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