方鵬
（山東魯碧建材有限公司）

　　1　引言
　　山東魯碧建材有限公司2號(hào)輥磨為德國(guó)進(jìn)口萊歇磨，主要用于生產(chǎn)礦渣微粉，減速機(jī)采用弗蘭德品牌，型號(hào)為：KMPP651，其結(jié)構(gòu)為一級(jí)傘齒加兩級(jí)行星傳動(dòng)。2013年3月9日，該減速機(jī)因功率過(guò)高報(bào)警，而且潤(rùn)滑系統(tǒng)回油溫度急劇升高，晚上23：25減速機(jī)潤(rùn)滑站過(guò)濾器壓差高報(bào)警，整個(gè)系統(tǒng)跳停。檢查過(guò)濾器濾網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)有大量的黃色銅屑，經(jīng)化驗(yàn)銅屑成分為CuAl10Ni查閱設(shè)備圖紙推測(cè)該合金來(lái)自二級(jí)行星輪中的銅瓦。經(jīng)過(guò)咨詢，弗蘭德專家給出了同樣的判斷，并提供了具體的解決方案。隨后，山東魯碧建材有限公司按照弗蘭德公司出具的方案對(duì)該減速機(jī)進(jìn)行了搶修。目前該減速機(jī)運(yùn)行接近兩個(gè)月且效果良好?，F(xiàn)將具體原因、修復(fù)方案及預(yù)防措施簡(jiǎn)單描述。
　　2　原因分析
　　該減速機(jī)自2008年2月份開(kāi)始使用，到現(xiàn)在已運(yùn)轉(zhuǎn)5年多，運(yùn)轉(zhuǎn)率接近90%，因此設(shè)備或多或少存在老化問(wèn)題，尤其是里面的合金瓦，由于自身硬度較低，一旦潤(rùn)滑不良很容易造成損傷。在拆檢減速機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)二級(jí)行星有一個(gè)行星輪堆積了大量的合金，且無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，證明我們的判斷正確。在對(duì)該行星輪拆檢中發(fā)現(xiàn)了以下三個(gè)問(wèn)題：（1）兩側(cè)的推力瓦嚴(yán)重?zé)g熔化（圖1）；（2）銅瓦處存積了大量油泥并將潤(rùn)滑油道堵塞，而且銅瓦整個(gè)開(kāi)裂、軸向延展接近30mm（圖2）；（3）銷軸局部裂紋（圖3）。

　　根據(jù)以上損壞分析，銅瓦潤(rùn)滑油孔堵塞之后，造成銅瓦急劇升溫，溫度升高到一定程度使得銅瓦受熱開(kāi)裂并且膨脹延展，最終與兩側(cè)的推力瓦接觸，推力瓦受到擠壓以后迅速升溫最終燒蝕，銷軸因此承受較大的扭矩及高溫，造成裂紋。
　　3　處理方案
　　推力瓦、銅瓦、銷軸的方案為按照尺寸重新制作備件。但在檢測(cè)齒輪時(shí)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)孔圓柱度較差以至于變成橢圓，而且表面硬度下降，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于圖紙要求（HRC55+5）。我們聯(lián)系弗蘭德公司欲購(gòu)買該齒輪，對(duì)方回復(fù)該齒輪需要德國(guó)進(jìn)口，加工周期為6個(gè)月，而且為保證齒輪嚙合，建議6個(gè)齒輪一起更換。此時(shí)，山東魯碧建材有限公司銷售正處于旺季，該輥磨每天生產(chǎn)3000t微粉，停機(jī)6個(gè)月對(duì)我們的損失可想而知。我們聯(lián)系弗蘭德總部專家要求給出整改方案。對(duì)方經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算給出如下方案：擴(kuò)大齒輪內(nèi)孔直徑，再加一個(gè)過(guò)渡套，從而保證齒輪的硬度及裝配要求（圖5）。

　　3.1過(guò)渡套材料選擇
　　過(guò)渡套材料采用42CrMo。該材料強(qiáng)度、淬透性高，韌性好，淬火時(shí)變形小，高溫時(shí)有高的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度，用于制造要求強(qiáng)度更高和調(diào)質(zhì)截面更大的鍛件。
　　3.2處理工藝
　　（1）鍛打：目的是減小殘留夾雜物的尺寸，使其成分趨于均勻，組織趨于致密，細(xì)化晶粒，改善鋼的性能。
　?。?）粗車：?jiǎn)芜吜?mm加工余量。
　?。?）著色探傷：目的是檢查工件是否有損傷，從而保證下一道工序順利進(jìn)行。
　?。?）退火：目的是使工件的內(nèi)部組織全部進(jìn)行重結(jié)晶，通過(guò)退火來(lái)細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)降低硬度，便于切削加工，并為加工后零件的淬火作好組織準(zhǔn)備（圖6）。

　　具體過(guò)程：零件在爐溫>800℃裝爐，立即通入甲醇：50~60ml/min、氮?dú)猓?~6m³/h；溫度升到850℃之后甲醇：35~45ml/min、氮?dú)猓?m³/h；保溫120min后隨爐冷降溫至650℃，停甲醇，氮?dú)猓?m³/h；降溫至550℃時(shí)出爐空冷。
　?。?）半精車：?jiǎn)芜?.75mm，從而滿足下一步淬火的淬硬層>0.5mm的要求。
　　（6）高頻淬火（圖7）：該套由于工作面是套的內(nèi)孔及兩個(gè)端面，硬度要求HRC58-62，淬硬層>0.5mm。因此，選擇高頻淬火，這樣既能局部熱處理，同時(shí)也滿足硬度要求。另外，高頻淬火時(shí)工件的冷卻至關(guān)重要，為保險(xiǎn)起見(jiàn)采用淬火液進(jìn)行冷卻；感應(yīng)器距離工件的位置也非常重要，離得太近容易造成感應(yīng)器受熱，堵塞冷卻水溢流孔，離得太遠(yuǎn)影響熱功率的傳遞，一般控制在3~5mm。
　?。?）精車外圓及內(nèi)孔：外圓最終尺寸為φ330t6，內(nèi)孔最終尺寸為φ330H6，這樣保證外圓與齒輪內(nèi)孔過(guò)盈配合，過(guò)盈量控制在0.2~0.3mm；內(nèi)孔與銅套間隙配合，間隙控制在0.1~0.12mm。
　?。?）精車端面：將過(guò)渡套與齒輪進(jìn)行冷裝之后，對(duì)過(guò)渡套的端面進(jìn)行精車，要求兩個(gè)端面與內(nèi)孔垂直度，圓跳度誤差控制在0.02mm以內(nèi)。
　　目前，該減速機(jī)已恢復(fù)生產(chǎn)兩個(gè)月，二級(jí)行星振動(dòng)值3~5mm/s，輥壓9.0MPa，比表面積440m²/kg，磨機(jī)產(chǎn)量也逐漸恢復(fù)到150t/h，運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好。