CN112958996B - 盾构机用齿圈的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构机用齿圈的修复方法，包括步骤：1)清洗齿圈的断齿部位；2)将断齿部位加工为安装面；3)检测安装面是否有裂纹，若是，则报废；若否，则进入步骤4)；4)固定齿圈，在安装面上加工出第一定位槽，制作能够与安装面贴合的修复件，在修复件上加工出第二定位槽，采用能够与第一定位槽和第二定位槽定位配合的定位件将修复件定位在齿圈上；5)将修复件焊接在齿圈上；6)将修复件加工成修复齿，修复齿与齿圈的原齿相同。上述盾构机用齿圈的修复方法中，修复齿主要由修复件形成，减小了出现气泡和应力集中等问题的几率，有效提高了修复齿的质量，从而提高齿圈的修复质量。

Description

盾构机用齿圈的修复方法

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，更具体地说，涉及一种盾构机用齿圈的修复方法。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，被广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

盾构机中，刀盘是重要部件这一，驱动装置通过传动机构驱动刀盘旋转。随着使用时间的增长，传动机构中的齿圈较易被损坏，具体地，齿圈出现断齿，影响刀盘的正常工作。若直接更换齿圈，则成本较大。通常对齿圈进行修复以再次使用，无法修复的齿圈再进行更换。目前，主要在齿圈断齿部位进行堆焊以修复断齿。

上述修复方法中，被修复的部分通过堆焊形成，修复后的部分较易出现气泡，应力集中等问题，导致修复质量较差。

综上所述，如何修复盾构机用齿圈，以提高修复质量，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构机用齿圈的修复方法，以提高修复质量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盾构机用齿圈的修复方法，包括步骤：

1)清洗齿圈的断齿部位；

2)将所述断齿部位加工为安装面；

3)检测所述安装面是否有裂纹，若是，则报废；若否，则进入步骤4)；

4)固定所述齿圈，在所述安装面上加工出第一定位槽，制作能够与所述安装面贴合的修复件，在所述修复件上加工出第二定位槽，采用能够与所述第一定位槽和所述第二定位槽定位配合的定位件将所述修复件定位在所述齿圈上；

5)将所述修复件焊接在所述齿圈上；

6)将所述修复件加工成所述修复齿，所述修复齿与所述齿圈的原齿相同。

优选地，所述修复件为圆柱状；和/或，所述定位件为圆柱状，所述第一定位槽和所述第二定位槽均为圆形槽。

优选地，所述修复件与所述齿圈的材质相同。

优选地，所述第一定位槽位于所述安装面的中心位置。

优选地，所述安装面为平面。

优选地，所述定位件的一端与所述第一定位槽过盈配合或过渡配合，所述定位件的另一端与所述第二定位槽过盈配合或过渡配合。

优选地，所述步骤5)中采用摩擦焊将所述修复件焊接在所述齿圈上。

优选地，所述修复件覆盖整个所述安装面；

所述步骤6)包括步骤：

61)将所述修复件(2)加工成初始修复齿，所述初始修复齿与所述齿圈(1)的原齿(11)形状相同，且所述初始修复齿大于所述齿圈(1)的原齿(11)；

62)将所述初始修复齿加工成所述修复齿(4)；

63)清理所述修复齿(4)。

优选地，所述修复件(2)仅覆盖所述安装面(12)的一部分；

所述步骤6)包括步骤：

61)将所述修复件加工成初始修复齿，所述初始修复齿与所述齿圈的原齿形状相同，且所述初始修复齿大于所述齿圈的原齿，对所述安装面上未由所述修复件覆盖的部分进行堆焊修复；

62)对堆焊修复的部分及其外围进行热处理；

63)加工所述初始修复齿和堆焊修复的部分以形成所述修复齿；

64)清理所述修复齿。

优选地，所述修复件为圆柱状，所述安装面为平面，且所述修复件的直径与所述安装面的宽度相等。

优选地，所述步骤1)包括步骤：去除所述齿圈的断齿部位的油污；采用水清洗所述断齿部位；干燥所述断齿部位；

所述步骤3)中采用渗透法检测所述安装面是否有裂纹。

优选地，所述齿圈为拼装齿圈。

本发明提供的盾构机用齿圈的修复方法，通过定位件将修复件定位在齿圈上，然后将修复件焊接在齿圈上，最后将修复件加工成修复齿，该修复齿与齿圈的原齿相同。因此，由上述盾构机用齿圈的修复方法获得的修复齿主要由修复件形成，较现有技术整个修复齿均为堆焊所得相比，减小了出现气泡和应力集中等问题的几率，有效提高了修复齿的质量，从而提高齿圈的修复质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的盾构机用齿圈的修复方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的盾构机用齿圈的修复方法中齿圈与修复件连接的一种示意图；

图3为采用图2所示结构修复后的齿圈的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的盾构机用齿圈的修复方法中齿圈与修复件连接的另一种示意图；

图5为本发明实施例提供的盾构机用齿圈的修复方法中修复件在安装面上的分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的盾构机用齿圈的修复方法包括步骤：

S11)清洗齿圈的断齿部位：

上述步骤中，清洗齿圈1的断齿部位，是用于清洗掉断齿部位的杂质，例如油污、尘土等杂质，以保证修复效果。具体地，清洗齿圈1的断齿部位包括步骤：去除齿圈1的断齿部位的油污；采用水清洗断齿部位；干燥断齿部位。

在实际应用过程中，也可选择其他方式来清洗齿圈1的断齿部位，例如，根据齿圈1的断齿部位的杂质选择清洗方法，本实施例对此不做限定。

S12)将断齿部位加工为安装面：

对于上述安装面12的形状，根据实际需要进行选择。为了便于加工和安装，优选上述安装面12为平面。具体地，上述安装面12可为一个平面，也可为两个以上的平面。

当上述齿圈1的原齿11断裂的位置位于齿根和齿顶之间，优选上述安装面12为一个平面，如图4所示；当上述齿圈1的原齿11断裂的位置在齿根时，优选上述安装面12包括一个平面和沿该平面周向设置侧面，侧面位于平面靠近齿顶的一侧，该侧面可为曲面，也可为平面，根据修复件2的形状进行选择。此时，上述安装面12为一个凹槽的槽内壁面，如图2所示。

在实际应用过程中，也可选择上述安装面12为弧面，只是加工难度较大。

为了便于加工，优选将断齿部位磨削为安装面12。当然，也可选择其他加工方式，例如切削等，本实施例对此不做限定。

S13)检测安装面是否有裂纹，若是，则报废；若否，则进入步骤S14：

对于上述检测方法，根据实际需要进行选择。为了便于检测以及提高检测可靠性，优选采用渗透法检测安装面12是否有裂纹。

可以理解的是，报废是指不再修复。

S14)制作修复件，采用定位件将修复件定位在齿圈上：

具体地，固定齿圈1，在安装面12上加工出第一定位槽，制作能够与安装面12贴合的修复件2，在修复件2上加工出第二定位槽，采用能够与第一定位槽和第二定位槽定位配合的定位件3将修复件2定位在齿圈1上。

上述步骤中，也可先制作修复件2，再固定齿圈1以及加工第一定位槽。具体操作步骤并不局限于上述描述的顺序。

为了便于定位，优选上述定位件3的一端与第一定位槽过盈配合或过渡配合，定位件3的另一端与第二定位槽过盈配合或过渡配合。

当然，也可选择上述定位件3的一端与第一定位槽间隙配合，定位件3的另一端与第二定位槽间隙配合，并不局限于上述实施例。

S15)将修复件焊接在齿圈上：

对于焊接方式，根据实际需要进行选择。为了便于焊接以及提高焊接质量，优选采用摩擦焊将修复件2焊接在齿圈1上。可以理解的是，采用摩擦焊焊接修复件2与齿圈1的连接处。

S16)将修复件加工成修复齿，修复齿与齿圈的原齿相同：

需要说明的是，上述原齿11是指齿圈1原有的齿，亦是指齿圈1断掉的齿。由于修复齿4与齿圈1的原齿11相同，则将修复件2加工成修复齿4，即完成了齿圈1的修复，如图3所示。

本发明实施例提供的盾构机用齿圈的修复方法，通过定位件3将修复件2定位在齿圈1上，然后将修复件2焊接在齿圈1上，最后将修复件2加工成修复齿4，该修复齿4与齿圈1的原齿11相同。因此，由上述盾构机用齿圈的修复方法获得的修复齿4由修复件2形成，较现有技术整个修复齿均为堆焊所得相比，减小了出现气泡和应力集中等问题的几率，有效提高了修复齿4的质量，从而提高齿圈1的修复质量。

焊接过程中较易出现应力集中，为了减小应力集中，优选上述修复件2为圆柱状。为了便于定位和修改，优选上述安装面12为一个平面，修复件2的一个端面与安装面12贴合。

当然，也可选择上述修复件2为圆台状、正方体状或长方体状等，并不局限于上述实施例。

相应地，为了减小应力集中，也可选择上述定位件3为圆柱状，此时，第一定位槽和第二定位槽均为圆形槽。

在实际应用过程中，也可选择上述定位件3为圆台状或长方体状等，并不局限于上述实施例。

对于上述修复件2的材质，根据实际需要进行选择。为了提高修复质量，优选上述修复件2与齿圈1的材质相同。当然，也可选择上述修复件2选择优于齿圈1的材质，本实施例对此不做限定。

为了保证稳定性以及减小应力集中，优选上述第一定位槽位于安装面12的中心位置。此时，定位件3也位于安装面12的中心位置。

上述盾构机用齿圈的修复方法中，上述修复件2可覆盖整个安装面12，也可仅覆盖安装面12的一部分。

具体地，若上述修复件2可覆盖整个安装面12，为了便于修复件2加工成修复齿4以及提高修复质量，优选上述步骤S16包括步骤：

S161)将修复件2加工成初始修复齿，初始修复齿与齿圈1的原齿11形状相同，且初始修复齿大于齿圈1的原齿11；

S162)将初始修复齿加工成修复齿4；

S163)清理修复齿4。

上述步骤S161中，初始修复齿大于齿圈1的原齿11，具体地，初始修复齿的各个尺寸均大于原齿11。例如，初始修复齿与原齿11的尺寸之差的最大值为2mm。

上述步骤S161和S162中，可通过机床进行加工；上述步骤S163中，清理修复齿4，具体为清理修复齿4上的杂质，例如残渣、灰尘等，本实施例对此不做限定。

具体地，若上述修复件2仅覆盖安装面12的一部分，为了便于修复件2加工成修复齿4以及提高修复质量，优选上述步骤S16包括步骤：

S161)将修复件2加工成初始修复齿，初始修复齿与齿圈1的原齿11形状相同，且初始修复齿大于齿圈1的原齿11，对安装面12上未由修复件2覆盖的部分进行堆焊修复；

S162)对堆焊修复的部分及其进行热处理；

S163)加工初始修复齿和堆焊修复的部分以形成修复齿4；

S164)清理修复齿4。

上述步骤S161中，可先加工修复件2，再堆焊修复；也可先堆焊修复，再加工修复件2。上述安装面12上未由修复件2覆盖的部分即为未覆盖部分121，如图5所示。

堆焊过程中较易产生内应力，使得堆焊修复的部分较易开裂。为了避免出现上述问题，通过上述步骤S162来消除内应力。具体地，通过热处理来消除内应力，对于热处理的具体方式，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。

上述盾构机用齿圈的修复方法中，修复件2仅覆盖安装面12的一部分，具体地，上述修复件2为圆柱状，安装面12为平面，且修复件2的直径与安装面12的宽度相等，如图5所示。

在实际应用过程中，也可选择上述修复件2和安装面12为其他形状，本实施例对此不做限定。

上述盾构机用齿圈的修复方法所适用的齿圈1类型不做限定，例如上述齿圈1为拼装齿圈或一体式齿圈等，上述齿圈1的原齿11可位于齿圈1的内圈，也可位于齿圈1的外圈，本实施例对齿圈1的类型不做限定。

在实际应用过程中，也可选择上述盾构机用齿圈的修复方法修复其他设备上的齿圈1，并非局限于盾构机。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域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。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种盾构机用齿圈的修复方法，其特征在于，包括步骤：

1)清洗齿圈(1)的断齿部位；

2)将所述断齿部位加工为安装面(12)；

3)检测所述安装面(12)是否有裂纹，若是，则报废；若否，则进入步骤4)；

4)固定所述齿圈(1)，在所述安装面(12)上加工出第一定位槽，制作能够与所述安装面(12)贴合的修复件(2)，在所述修复件(2)上加工出第二定位槽，采用能够与所述第一定位槽和所述第二定位槽定位配合的定位件(3)将所述修复件(2)定位在所述齿圈(1)上；

5)将所述修复件(2)焊接在所述齿圈(1)上；

6)将所述修复件(2)加工成所述修复齿(4)，所述修复齿(4)与所述齿圈(1)的原齿(11)相同；

其中，所述定位件(3)的一端与所述第一定位槽过盈配合或过渡配合，所述定位件(3)的另一端与所述第二定位槽过盈配合或过渡配合；

所述步骤5)中采用摩擦焊将所述修复件(2)焊接在所述齿圈(1)上；

所述第二定位槽未贯穿所述修复件(2)；

所述安装面(12)为平面，所述修复件(2)为圆柱状，所述修复件(2)的一个端面与所述安装面(12)贴合。

2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，

所述定位件(3)为圆柱状，所述第一定位槽和所述第二定位槽均为圆形槽。

3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述修复件(2)与所述齿圈(1)的材质相同。

4.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述第一定位槽位于所述安装面(12)的中心位置。

5.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，

所述修复件(2)覆盖整个所述安装面(12)；

所述步骤6)包括步骤：

61)将所述修复件(2)加工成初始修复齿，所述初始修复齿与所述齿圈(1)的原齿(11)形状相同，且所述初始修复齿大于所述齿圈(1)的原齿(11)；

62)将所述初始修复齿加工成所述修复齿(4)；

63)清理所述修复齿(4)。

6.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，

所述修复件(2)仅覆盖所述安装面(12)的一部分；

所述步骤6)包括步骤：

61)将所述修复件(2)加工成初始修复齿，所述初始修复齿与所述齿圈(1)的原齿(11)形状相同，且所述初始修复齿大于所述齿圈(1)的原齿(11)，对所述安装面(12)上未由所述修复件(2)覆盖的部分进行堆焊修复；

62)对堆焊修复的部分及其外围进行热处理；

63)加工所述初始修复齿和堆焊修复的部分以形成所述修复齿(4)；

64)清理所述修复齿(4)。

7.根据权利要求6所述的修复方法，其特征在于，

所述修复件(2)为圆柱状，所述安装面(12)为平面，且所述修复件(2)的直径与所述安装面(12)的宽度相等。

8.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤1)包括步骤：去除所述齿圈(1)的断齿部位的油污；采用水清洗所述断齿部位；干燥所述断齿部位；

所述步骤3)中采用渗透法检测所述安装面(12)是否有裂纹。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的修复方法，其特征在于，所述齿圈(1)为拼装齿圈。

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