NK-300-E-Ⅲ型起重機(jī)花鍵副的修復(fù)方法詳解

一臺(tái)日本加藤公司產(chǎn)NK-300-E-Ⅲ型起重機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)力輸出軸花鍵副齒面壓潰、嚴(yán)重磨損。

修復(fù)方法是，先測(cè)繪原卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)力輸出軸花鍵副，然后改進(jìn)制造，新件配裝。原卷?yè)P(yáng)機(jī)液壓馬達(dá)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(fā)現(xiàn)有細(xì)小裂紋，所以這種方法不可采用。最后采用內(nèi)花鍵本體修復(fù)、外花鍵整體加工的方法解決了卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)力輸出軸花鍵副的磨損問(wèn)題。改進(jìn)前、后動(dòng)力輸出軸花鍵副參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1和表2。卷?yè)P(yáng)機(jī)液壓馬達(dá)輸出軸尺寸如圖1所示。

將輸出軸磨損的內(nèi)花鍵車削平，車削尺寸以原內(nèi)花鍵的齒根圓直徑73.75mm為基準(zhǔn)最小限度地車削到接近重新設(shè)計(jì)的內(nèi)花鍵齒頂圓直徑77.68mm，在此基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)加工漸開(kāi)線內(nèi)花鍵和外花鍵(尺寸見(jiàn)表1、表2)。

因不改變卷?yè)P(yáng)機(jī)液壓馬達(dá)輸出軸的外徑尺寸(直徑109mm)而改變卷?yè)P(yáng)機(jī)液壓馬達(dá)輸出軸內(nèi)花鍵尺寸，齒數(shù)增加后齒與齒的平均承受力下降。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)國(guó)標(biāo)規(guī)定，球墨鑄鐵要求的最小壁厚不小于6mm，而現(xiàn)設(shè)計(jì)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(duì)于重新設(shè)計(jì)的花鍵，進(jìn)行了齒工作面擠壓強(qiáng)度的校核。

計(jì)算結(jié)果：漸開(kāi)線花鍵連接強(qiáng)度為102.9N/mm2，在許用擠壓應(yīng)力80～120N/mm2范圍之內(nèi)。

卷?yè)P(yáng)機(jī)滾筒軸外花鍵采用40Cr鋼進(jìn)行熱處理。高溫淬火840～850℃，油冷再回火400℃保溫，硬度達(dá)到HRC25～29，再進(jìn)行整根軸的車削加工，加工工藝不復(fù)雜易完成。雖然卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)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?yàn)樵O(shè)計(jì)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(shí)踐證明，以上改進(jìn)設(shè)計(jì)能夠滿足卷?yè)P(yáng)機(jī)最大限度地傳遞輸出轉(zhuǎn)矩，工作平穩(wěn)可靠，同時(shí)整體加工費(fèi)僅有2000元左右，節(jié)省資金，說(shuō)明在卷?yè)P(yáng)機(jī)液壓馬達(dá)輸出軸本體上修復(fù)花鍵是可行的。