茍春生，文向東，馬寧輝

（重慶鋼鐵股份有限公司，重慶401220）

切頭飛剪是將板坯經(jīng)初軋后的料頭剪切整齊，為下一步精軋工序順行提供保障。雖然板坯經(jīng)初軋后的厚度有一定減薄，但要快速將其頭部剪切整齊，飛剪的工作負(fù)荷依然很大。因此，使用過六年的飛剪，其齒輪面和軸承都已達到了報廢標(biāo)準(zhǔn)，需視情況進行修復(fù)或重新購買。據(jù)了解，飛剪的外送修復(fù)報價超200萬元，費用極高，且因飛剪整套裝置重量超過100t，外形尺寸較大，也造成其長距離安全運輸難度極大。為此，為解決以上兩個主要難題，開展了切頭飛剪裝置與齒輪面磨損的拆裝修復(fù)與再制造修復(fù)的項目工作。

1 飛剪裝置的拆裝

為保證飛剪裝置的保護性拆除，對大過盈量的大型軸套零件拆除進行了大量的理論分析，并結(jié)合現(xiàn)場拆除大型軸套設(shè)備的工作經(jīng)驗，開展了如下工作（圖1為熱軋剪切裝置拆卸回裝示意總圖）。

圖1 切頭飛剪拆裝示意總圖

1.1 飛剪裝置同步齒輪拆除

為了對飛剪的同步齒輪保護性拆除，設(shè)計了一套液壓脹套加壓裝置，專門針對同步齒輪的錐孔拆卸，由于同步齒輪錐孔直徑690 mm，孔軸配合過盈量達到0.86～0.94 mm，齒輪外徑1 100 mm.根據(jù)設(shè)計要求，液壓脹套工裝在錐孔包容面上產(chǎn)生的法向壓力應(yīng)使錐孔直徑增大0.94 mm以上，同步齒輪才能退出，其錐孔包容面最大法向壓力pmax，計算公式[1]如下：

δmax（過盈）=0.86～0.94mm，經(jīng)計算要順利拆下齒輪，液壓漲套工裝必須提供75～80 MPa以上的液壓力，使錐孔表面產(chǎn)生880～932 t法向力，才能保護性拆除飛剪的四大齒輪，實際操作時，錐孔表面產(chǎn)生壓力達到78 MPa，齒輪便順利拆下。

1.2 飛剪裝置同步齒輪的回裝

為高效快捷地回裝飛剪同步齒輪，除了需要之前拆卸使用的液壓脹套加壓裝置外，還設(shè)計了一套回裝時讓飛剪同步齒輪產(chǎn)生軸向移動的工裝，這使齒輪包容面在頂推裝置的作用下始終形成一個密閉空間，通過加壓使錐孔擴大，再頂推裝置順利回裝齒輪。大齒輪頂推液壓工裝如下圖2所示。

圖2 飛剪齒輪回裝頂推裝置

1.3 飛剪拉桿M 120圓螺母拆除

飛剪拉桿的M120圓螺母由于預(yù)緊力太大且不能直接對拉桿加熱，因此很難保護性拆除。為此，為完整拆除飛剪拉桿上的M120圓螺母，充分利用了飛剪拉桿自身用于通冷卻水的Φ30通孔，通過向其一端吹入高溫?zé)峥諝猓購牧硪欢顺槌鰜?，以達到加熱飛剪拉桿的目的，使拉桿均勻受熱膨脹，從而將飛剪拉桿M120圓螺母拆除。M120圓螺母拉桿裝置，如圖3所示。

圖3 M 120圓螺母拉桿

1.4 外齒聯(lián)軸器拆除

針對大過盈量的聯(lián)軸器拆除，結(jié)合軸孔徑690 mm，孔軸配合過盈量0.86～0.94 mm，外徑1 240 mm的外齒聯(lián)軸器，設(shè)計了一套2000 t拉拔裝置和高效率的加熱裝置。同時，為進一步保證將該聯(lián)軸器保護性拆除，又專門制作了三套匯流排，每排燒嘴5個，呈一字型排列，拉拔時三套燒嘴呈120°并與軸心線平行。經(jīng)計算，用加熱法拉拔聯(lián)軸器，當(dāng)聯(lián)軸器齒輪表面與軸孔表面溫差達到100℃，千斤頂需要提供450 t左右的推力才能完成拉拔工作。2 000 t拉拔裝置見下圖4所示。在本次外齒聯(lián)軸器拆除實際操作中，當(dāng)壓力達到65 MPa，推力約460 t，軸表面溫度160℃，軸表面溫度50左右℃時，外齒聯(lián)軸器開始移動。

圖4 拉拔裝置示意圖

2 飛剪齒輪與磨損面再制造修復(fù)

2.1 齒輪面修復(fù)量具

為保證磨損齒面修復(fù)的尺寸與精度，設(shè)計了一套修復(fù)磨損齒輪面的整形工裝和保證齒輪修復(fù)精度的專用量具，如下圖5、6所示。其中，圖5所示量具以齒頂園為基準(zhǔn)用于齒面的初始整形，圖6所示量具以未磨損的齒面為基準(zhǔn)用于齒面的精密整形，恢復(fù)其標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

圖5 齒輪量具（一）

圖6 齒輪量具（二）

2.2 齒輪磨損面的再制造修復(fù)

為保證修復(fù)后齒輪面的硬化層厚度能達到3.5 mm，洛氏硬度滿足HRC 50～56范圍，選取了科爾蒙（Colomony）合金粉末F122作為飛剪齒輪面的修復(fù)材料[2]，并采用DML-03型等離子熔覆機對其進行再制造修復(fù)。為更科學(xué)地制定熔覆工藝方案，對齒輪材料（表1所示）進行了C當(dāng)量計算，從而判定其可焊接性能與裂紋敏感性。

表1 齒輪材料17Cr2N i2Mo化學(xué)成分

從表中根據(jù)C當(dāng)量計算公式計算出17Cr2Ni2Mo其C當(dāng)量為0.62%＞0.5%，由此可知17Cr2Ni2Mo鋼焊接性能較差且淬硬傾向較大，易產(chǎn)生冷裂紋[3]。再由熱敏感性計算公式可知17Cr2Ni2Mo鋼熱敏感性=14＞＞2，熱烈敏感性極高。所以，在采用等離子熔覆機進行飛剪齒輪面修復(fù)時應(yīng)控制好裂紋與氣孔的產(chǎn)生。因此，在對齒輪面修復(fù)前，先對齒輪面進行表面清潔與平整度處理，然后對其進行預(yù)熱處理，預(yù)熱處理溫度為300～450℃，時間為3.5 h.熱處理后，利用等離子熔覆機對齒輪面進行再制造修復(fù)，修復(fù)工藝參數(shù)為：電流90～125 A，送粉速度1.5～2.5 L/min，焊接速度 10～15 mm/s，擺動距離 9 ～ 13 mm，熔覆層厚度為3.7 mm.齒輪表面修復(fù)完成后，對齒輪進行350℃，3.5 h的緩冷處理，然后對修復(fù)的齒面進行表面整形打磨，恢復(fù)其原有尺寸與精度。接著對齒面進行裂紋探傷，探傷結(jié)果顯示未出現(xiàn)裂紋。最后，我們用洛氏顯微硬度計對修復(fù)齒面進行硬度檢測，結(jié)果表明融合區(qū)的硬度和齒輪修復(fù)面硬度為HRC 52～56.5，硬度值符合飛剪齒輪硬度要求。

2.3 其他磨損的再制造修復(fù)

對拆除聯(lián)軸器時軸表面的拉傷修復(fù)。在軸表面出現(xiàn)的拉傷溝槽，采用了微脈沖電阻熔焊修復(fù)技術(shù)對其進行修復(fù)，修復(fù)材料為0.1～0.3 mm鐵基補材，在優(yōu)化后的工藝參數(shù)下，修復(fù)層結(jié)合良好，修復(fù)質(zhì)量效果良好。

對襯圈表面出現(xiàn)小的溝槽和局部拉毛修復(fù)。為保證修復(fù)好后襯圈表面粗糙度小于0.4，確保密封圈有高的使用壽命，并阻止水蒸氣進入軸承內(nèi)部，采用了微脈沖電阻熔焊修復(fù)技術(shù)與電刷鍍技術(shù)進行組合修復(fù)。為提高耐磨性，本次合金鍍液選用Ni-P合金鍍液，鍍層厚度約為0.01 mm.電刷鍍后用粗糙度檢測儀檢測粗糙度為0.1，遠(yuǎn)小于0.4的粗糙度要求，得到了理想的結(jié)果。

3 結(jié)束語

在本次1780切頭飛剪裝置拆裝與修復(fù)過程中，通過加工制作的一套專用拆裝裝置，高效快速且保護性的對大型大過盈軸套設(shè)備進行了拆裝，節(jié)約了大量的時間與成本。同時，對磨損齒輪面以及其他磨損部件采用的再制造修復(fù)技術(shù)，修復(fù)產(chǎn)品力學(xué)性能均能達到甚至超過原品，效果十分顯著。因此，整個項目具有一定的推廣應(yīng)用價值。

[1]齒輪手冊編委.齒輪手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[2]徐濱士，劉世參.表面工程技術(shù)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3]彭興禮.機械再制造特種修復(fù)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.