起重機花鍵副的修復

tags:    時間:2014-03-11 12:15:53
起重機花鍵副的修復簡介
       一台日本加藤公司產NK-300-E-Ⅲ型起重機的卷揚機動力輸出軸花鍵副齒面壓潰、嚴重磨損。修復方法是,先測繪原卷揚機動力輸出軸花鍵副,然後改進位造……
起重機花鍵副的修復正文
    
一台日本加藤公司產NK-300-E-Ⅲ型起重機的卷揚機動力輸出軸花鍵副齒面壓潰、嚴重磨損。
修復方法是,先測繪原卷揚機動力輸出軸花鍵副,然後改進位造,新件配裝。原卷揚機液壓馬達輸出軸材料為球墨鑄件(含少量合金成分),先用相同材料的焊條堆焊保溫,發現有細小裂紋,所以這種方法不可採用。最後採用內花鍵本體修復、外花鍵整體加工的方法解決了卷揚機動力輸出軸花鍵副的磨損問題。改進前、后動力輸出軸花鍵副參數對比見表1和表2。卷揚機液壓馬達輸出軸尺寸如圖1所示。
將輸出軸磨損的內花鍵車削平,車削尺寸以原內花鍵的齒根圓直徑73.75mm為基準最小限度地車削到接近重新設計的內花鍵齒頂圓直徑77.68mm,在此基礎上重新設計加工漸開線內花鍵和外花鍵(尺寸見表1、表2)。


因不改變卷揚機液壓馬達輸出軸的外徑尺寸(直徑109mm)而改變卷揚機液壓馬達輸出軸內花鍵尺寸,齒數增加后齒與齒的平均承受力下降。根據機械設計手冊國標規定,球墨鑄鐵要求的最小壁厚不小於6mm,而現設計的厚度為12.625mm[(109-83.75)/2],滿足要求。花鍵連接的主要失效形式是齒工作面受擠壓造成的壓潰和磨損。因此,對於重新設計的花鍵,進行了齒工作面擠壓強度的校核。


圖1 卷揚機液壓馬達輸出軸尺寸
計算結果:漸開線花鍵連接強度為102.9N/mm2,在許用擠壓應力80~120N/mm2範圍之內。


卷揚機滾筒軸外花鍵採用40Cr鋼進行熱處理。高溫淬火840~850℃,油冷再回火400℃保溫,硬度達到HRC25~29,再進行整根軸的車削加工,加工工藝不複雜易完成。雖然卷揚機動力輸入滾筒軸的外花鍵徑向尺寸增大了,但這不影響軸向裝配,因為設計后的外花鍵(增大尺寸)最大尺寸齒頂圓D頂=82.5mm(整根軸的最大直徑為100mm),如圖2所示。


實踐證明,以上改進設計能夠滿足卷揚機最大限度地傳遞輸出轉矩,工作平穩可靠,同時整體加工費僅有2000元左右,節省資金,說明在卷揚機液壓馬達輸出軸本體上修復花鍵是可行的。


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