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花键轴和小齿轮材质分析:花键轴表面呈现点蚀状脆性磨损,并伴有脱落物,小齿轮内花键屈服性磨损。检测表明,小齿轮硬度达到了HRC50. 5,而花键轴的硬度也只有HRC52,本应作为易损件的小齿轮硬度偏高,而花键的硬度优势不明显,加之韧性不足,冲击强度低,局部材料以脆性断裂的形式剥离。
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该故障的处理方案有以下的几种选择:
(1)花键轴和联轴器都从国外进口,需要3个月时间,零件费用约3万元,设备停机3个月。
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(2)将花键轴同小齿轮以焊接形式临时性固结,可以维持设备短期使用,但焊接的同轴度很难保证,同时焊接后过载保护功能失效,容易对泵体造成永久性损害,导致整个也压主泵报废。
(3)将花键轴头做成活动连接,保证其同轴度,同时重新加工联轴器和小齿轮
最后决定选择第3种方案,并具体采取了以下措施:
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50T-36-L,50T-39-L VP1-20-70 VP1-20-70
a)改造花键轴
切掉原花键轴的轴头,在国内加工,与原泵轴用螺纹连接。在花键轴头材质的选择上,我们既考虑了强度,也考虑了冲击韧性,选用38Cr6MuAl作为轴头材质。该材料硬度高,耐磨性高,抗接触载荷能力较好,有良好的弯曲疲劳强度,很好的抗粘着性。
为提高疲劳强度对花键轴头进行表面强化,采用整体表面氮化的热处理工艺,该工艺处理温度低,时间长,部件变形最小,易于保持零件好的抗磨蚀性和尺寸稳定性,处理后表面洛氏硬度达到HRC62。
在结构上经过检算,采用M33的螺纹连接即可满足强度要求。根据发动机转向,螺纹采用右旋。螺距2 mm,螺纹长度30mm。
新加工的花键轴头和原泵轴端面通过台阶面配合定位,在5天时间内我们完成了新轴头的设计加工及原泵轴的加工改制。见图2。