摘要:主要概述KM碳化硅研磨劑在線研磨硬面齒輪的一種簡便可行的工藝和材料，對提高齒輪的傳動質(zhì)量和工作精度、準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性，達(dá)到硬面齒輪所要求的粗糙度 Ra 0.16～ 0.32μm，起到顯著的作用。
關(guān)鍵詞 : KM碳化硅 研磨劑 硬面齒輪 工藝 材料
常規(guī)的硬面齒輪，由于其硬度高，一般為HRC58°~62°，經(jīng)磨齒機(jī)磨齒后，由于設(shè)備加工精度高;成套嚙合齒輪的主動輪和被動輪兩者加工精度差異;裝配精度;使用過程中的零部件變形導(dǎo)致齒輪軸線位移等因素，都將使齒輪在傳動過程中齒面受力不均勻，這就不可避免的在運(yùn)行過程中產(chǎn)生振動頻幅劇增，極易造成損壞電動機(jī)、減速機(jī)、主動輪、被動輪的事故發(fā)生，這些給工程技術(shù)人員造成了一種高度心理負(fù)擔(dān)。對于大型設(shè)備齒輪，不易拆卸，為避免這種弊端，常規(guī)辦法只能采用電動砂輪機(jī)裝上千葉片，涂紅丹或印泥油嚙合檢查，用手工磨削的方法進(jìn)行點(diǎn)、線、面的研磨，此方法費(fèi)時費(fèi)力，通常要10~15天，而采用手動磨削，對操作人員專業(yè)技能水平要求極高;人工對齒輪嚙合的異常工作面做出準(zhǔn)確的判斷和加工難度非常大;打磨質(zhì)量受人為因素影響很不穩(wěn)定，齒面嚙合極不均勻，甚至?xí)M(jìn)一步加劇齒輪振動而引發(fā)崩齒及齒輪報(bào)廢的惡性事故，直接影響了整套設(shè)備正常運(yùn)行。
經(jīng)過多年的摸索、探討，我們獲得了一種簡單可行、便于掌握、易于操作、適合于推廣應(yīng)用的硬面齒輪接觸面工藝及其相應(yīng)的研磨材料。這種在線硬面齒輪研磨材料與工藝，主要是針對硬面齒輪嚙合異常通過在線修復(fù)予以快速解決。該研磨劑主要包含高強(qiáng)度的金剛砂顆粒、百鉛粉、研磨助劑和分散助劑，具有加工效率高;對硬面齒輪本體傷害小;大大縮短了新裝配齒輪及修復(fù)后齒輪嚙合的磨合時間;尤其適合高精度齒輪傳動的在線研磨加工，可有效減少制造和裝配誤差對齒輪傳動的影響，通過在線點(diǎn)、線、面快速研磨加工，除中心矩偏移、點(diǎn)蝕剝落、軸承損壞以外，均能大幅度提高齒輪傳動精度，保證齒輪新件及修復(fù)件的順利投產(chǎn)。
一種硬面齒輪接觸面的嚙合材料的制備方法，包括下述工藝步驟：
1、 原料稱量：按比例精確稱量配比;
2、 混合：將金剛砂、磷酸氫鈣、硅酸鈉按質(zhì)量比：1︰0. 1︰0. 5混合;
3、 攪拌：用電動機(jī)械棒攪拌;粘度指標(biāo)：37.2-68pa.s。
使用方法：
1、用毛刷粘著研磨劑，涂入主動輪和被動輪齒面上;
2、厚度為1~2mm，要求均勻涂刷在齒面上。
使用效果：
1、 無污染;
2、 機(jī)械設(shè)備中一般配有過濾器可以方便分離研磨劑與潤滑油，不會流入缸體內(nèi);即使過濾器損壞，也不會影響潤滑油的品質(zhì)，嚙合劑的密度相對機(jī)油大，會沉入缸體底部;
3、 沒有任何副作用;
4、 針對齒輪不規(guī)則的振動嚙合，在短時間內(nèi)通過在線加工可實(shí)現(xiàn)齒輪的振動頻幅大幅減小達(dá)到設(shè)計(jì)的允許范圍內(nèi)，以專用儀表檢測數(shù)據(jù)為準(zhǔn);
綜上所述，金剛砂顆粒粒徑為20~100μm，將金剛砂、磷酸氫鈣、硅酸鈉按質(zhì)量比：1︰0. 1︰0. 5混合后，用電攪拌拌樣均勻，涂刷在齒輪齒面上運(yùn)行48h，能達(dá)到表面粗糙度Ra≤0.32μm的要求。
使用案例：
俄羅斯80MN硬面齒輪修復(fù)后數(shù)據(jù)分析報(bào)告(東風(fēng)鍛造有限公司)
我們分2次對剛剛修復(fù)了硬面齒輪的鍛壓機(jī)的傳動軸兩端的軸承進(jìn)行了振動測試。振動信息如下：
振動頻譜圖，以離合器邊垂直方向和軸向的波形圖、頻譜圖為例。
1、測點(diǎn)路徑：東風(fēng)汽車裝備技術(shù)部\鍛造公司\80MN\主電機(jī)振動1V\8k速度波形(2-2k)
1-1多時域波形圖
2、測點(diǎn)路徑：東風(fēng)汽車裝備技術(shù)部\鍛造公司\80MN\主電機(jī)振動1V\8k速度波形(2-2k)
1-2多頻譜圖
3、測點(diǎn)路徑：東風(fēng)汽車裝備技術(shù)部\鍛造公司\80MN\主電機(jī)振動1A\8k速度波形(2-6k)
2-1多時域波形圖
4、測點(diǎn)路徑：東風(fēng)汽車裝備技術(shù)部\鍛造公司\80MN\主電機(jī)振動1A\8k速度波形(2-6k)
2-2多頻譜圖
分析以上離合器邊垂直方向和軸向的波形圖、頻譜圖可以看出振動波形已趨于平緩，且幅值也大幅減小，振動頻譜有所減少。
綜上所述：齒輪經(jīng)過兩晝夜48小時磨合，嚙合情況明顯好轉(zhuǎn)，振動幅值大幅減小，振動譜線趨于平緩，軸承振動運(yùn)行正常，大小齒輪嚙合良好。因此,使用“FGM-KM”彌散強(qiáng)化復(fù)合金屬梯度功能新材料(已獲得國家發(fā)明專利)，BU熔敷新工藝修復(fù)過后的工件，采用硬面齒輪接觸面的嚙合KM碳化硅研磨材料磨合達(dá)到了快速平穩(wěn)使用的效果，其輪齒面的嚙合達(dá)到了原設(shè)計(jì)的技術(shù)水平。
【 作者:張開明 ,陳光磊 ,朱思古 ,李江 ,吳衛(wèi)國 ,羅文斌】