一种矿用链轮齿部失效的修复方法与流程

1.本发明涉及刮板输送机链轮修复领域，特别是涉及一种矿用链轮齿部失效的修复方法。


背景技术：

2.链轮是刮板输送机中动力驱动的关键部件，用以与节链环或缆索上节距准确的块体相啮合传递运动，啮合齿面链窝位置在长时间重载、冲击且缺少润滑的啮合传动中磨损严重，因此矿用链轮总成主要的失效形式是链窝磨损，链轮轴承、链轮轴、浮封环等零件的寿命远高于链轮体，由于链轮啮合部位齿面磨损导致链轮总成报废会造成极大浪费。目前主要的修复方式主要是链窝堆焊耐磨材料，然后再铣削加工链窝。堆焊材料虽然硬度高耐磨性好，但是和基体材料熔合较差，在使用过程中容易剥落，堆焊修复后的链轮实际使用寿命并不理想，仅为新链轮50%左右。而且链窝堆焊高硬度耐磨材料后铣削加工对刀具有较高要求，修复成本较高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种矿用链轮齿部失效的修复方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过窄间隙焊接技术将啮合齿面磨损失效的链轮轮齿更换以达到提高修复链轮使用寿命和降低链轮修复成本的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种矿用链轮齿部失效的修复方法，包括焊接设备选型、焊接参数、焊接过程中所使用的工装夹具以及焊接完成后对链轮体进行的机械加工方法和热处理工艺。
5.优选地，链轮齿焊接专机整套设备由精密操作机（含窄间隙焊接机头），平面旋转变位机，焊接电源，冷却水箱，电控箱等组成。
6.优选地，由焊接专机x、y向移动焊枪位置确定起弧位置，由焊接专机z向移动焊枪实现多层多道焊；由平面旋转变位机沿z向旋转形成环形焊道。
7.优选地，焊接预热至200℃，多层多道焊焊接电流210a，焊接速度24cm/min。
8.优选地，焊接工装包含了底座（包含三抓张紧机构和压紧装置），上下两个定位环，齿块压板，中间支撑环（左右两半），定位销，此外还有引弧板收弧板以及焊道下边的5mm厚的垫板。
9.优选地，齿块材料zm1200，锻造加工。
10.优选地，980℃齿面淬火，250℃回火5h。
11.本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：本发明修复的链轮啮合齿面耐磨性与新产品相当；本发明可节约链轮修复成本。
附图说明
12.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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为链轮环切齿块位置示意图；图2为锻造齿块；图3为焊接工装装配半剖图；图4为焊接工装装配顶视图；图5为装配后引弧板收弧板位置局部放大图。
14.期中：1底座；2定位环；3链轮体；4中间支撑环；5锻造齿块；6垫板；7齿块压板；8 m10螺钉；9盖板；10 m22螺母；11外侧引弧板；12内侧引弧板。
具体实施方式
15.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。
16.本发明的目的是提供一种矿用链轮修复技术，以解决上述现有技术存在的问题，通过窄间隙焊接技术将啮合齿面磨损失效的链轮轮齿更换以达到提高修复链轮使用寿命和降低链轮修复成本的目的。
17.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
18.如图1所示，焊接过程配套了焊接专机，整套设备由精密操作机（含窄间隙焊接机头），平面旋转变位机，焊接电源，冷却水箱，电控箱等组成。焊接主机主要由立柱、横梁、底部旋转机构、升降机构、导向装置、电控系统等组成。横梁升降使用直线导轨+丝杠+配重形式，横梁平移行走采用直线导轨+齿轮齿条。运动均由伺服电机经行星减速机驱动齿轮齿条实现，其运动速度可根据焊接需要在一定范围内任意调节。横梁前端的丁字平行滑板与横梁配合移动焊枪到工件中心。横梁伸缩、升降均采用工程拖链走线，通过伺服电机驱动丝杠实现横梁的垂直升降，从而适应不同焊道位置的需要。轮齿焊接采平面旋转变位机，步进电机驱动调速，齿轮齿圈运动平面转动可在设置任意角度，停止进行直缝焊接，也可进行环行旋转焊接变位。
19.在焊接过程中，程序员设置焊接程序寻找起弧位置需要化肥很长时间，为了减少焊接过程设置程序时间，环形连续焊道可有效减少焊缝数量减少对枪和设置焊接程序次数进而缩短焊接时间提高焊接效率。
20.窄间隙焊枪各种气道和送丝管呈一字排列，为了减少焊枪与链轮体和齿块干涉，焊接环形焊道时将原有的一字焊枪送丝道、冷却水道和保护气道做圆弧仿形排列，在此基础上二次保护气体也做相应调整。
21.如图2所示，沿加工面将齿面磨损的链轮齿部分切割去除，保证加工面光洁平整不影响焊接。
22.如图3所示，焊接齿块采用材料zm1200，开模锻造加工。锻造齿块待焊接表面加工
平整避免造成焊道缺陷。
23.将焊道设置为连续的闭合环形需要配备专用的焊接工装，如图4所示。底座1上集成了一套三抓式张紧固定卡盘，通过卡紧内孔花键来固定链轮体，张紧卡盘可适应多种规格的链轮体固定。底座1下端平面设置槽口，可通过螺接形式与旋转变位机固定。底座1中心位置垂直焊接一根上端带有螺纹的圆钢，通过与螺母10和盖板9的配合压紧链轮，起到z向固定的作用。上下两个定位环2用于上下两排齿块定位，将齿块5插入定位环中，用螺钉8将齿块盖板7固定在定位环，通过齿块盖板上的凸台和齿块上的凹槽啮合可避免齿块窜动，防止焊接变形，提高尺寸精度。
24.为了提高焊接效率形成连续焊道，在齿块与齿块之间插入内层引弧板11和外层引弧板12。双层引弧板通过焊接固定在链轮体和齿块上，形成了一条宽约12～13mm的连续环形焊道。
25.为了更方便快速拆除工装，焊道下方铺设一条环状垫板6，为了使焊缝填充饱满，垫块6在焊缝侧加工弧形凹槽。处在两个定位环中间起支撑作用的支撑环4也对焊缝垫板6起到了固定和支撑作用。
26.焊接过程受焊枪长度和保护气输送结构限制，无法完成下层齿块焊接。我们在修复过程中先将链轮主体和两排锻造齿块都装配到焊接工装内，先焊接上层齿块，上层齿块焊接完成后松开螺栓10，取下盖板9，松开底座1的三抓卡盘，将其余部分整体取下，进行整体翻转后再进行另一排齿块焊接。
27.焊接完成后铣削加工多余尺寸。
28.为了提高齿面耐磨性，齿面淬火，淬火温度980℃，250℃回火5h。
29.本实施例中，矿用链轮窄间隙齿块焊接修复过程的主要试验参数设置如下：1.环形焊缝宽度12～13mm；2.焊接预热温度200℃；3.焊接电流210a；4.焊接速度24cm/min；5.齿面淬火温度980℃；6. 250℃回火5h；需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
30.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。