[发明专利]一种连铸辊驱动辊轴花键修复方法

说明书

本发明公开了一种连铸辊驱动辊轴花键修复方法，属于花键修复技术领域。本发明的一种连铸辊驱动辊轴花键修复方法，包括选择与母体材料焊接融合性较好且化学成分与母材接近的焊材，进行整体堆焊修复花键，焊后采取适当的热处理方式消除应力及提高机械性能；然后对其进行受力分析，计算出应力影响区距齿根部尺寸，并制作有限元模型，确定整体车削加工花键外圆尺寸，最终滚齿加工花键。其中，整体堆焊的方法修复花键流程：去除旧齿→整体堆焊→重新加工的修复方法。花键修复后可达到新品标准，避免重新制作，节约成本。

技术领域

本发明涉及花键修复技术领域，更具体地说是一种连铸辊驱动辊轴花键修复方法。

背景技术

连铸辊是连铸机设备的核心部件，工作中温度冷热交替、气液具有腐蚀性。连铸辊工作环境及其恶劣，根据安装位置不同每2-6个月就要换新或修复。因此，提高连铸辊的质量和使用寿命，将直接影响到维修成本、产品质量以及铸机作业率。通过修复来提高其再生寿命可以显著节省维修费用和停机时间。驱动辊花键为DIN5480-W150x5x30x28x8s，与齿轮不同，渐开线花键工作中为全齿受力，理论上是所有齿均匀受力，而齿轮啮合时为1-2齿受力对单齿要求较高。花键传递扭矩大，修复性更强。驱动辊在连铸过程中起支撑、矫直、传动作用，其传动靠花键连接，花键部位因磨损、掉齿等原因不能正常工作时，必须立即更换。为节约成本，通过对花键进行修复，从而避免报废。传统的修复方法有镶齿、变位修复等。

经检索，李乃根在《花键及花键轴的修理》一文中指出，花键轴的花键部分磨损，可像修复齿轮磨损那样，采用堆焊法修复。利用堆焊机纵向堆焊花键3轴上磨损的键齿，为顺利施焊并能得到良好的焊层质量，应仔细清洗花键部分，然后夹持在卧式车床上，车床主轴静止不动，将堆焊机机头转90°，并将焊嘴调整到与主轴中心线成45°的键齿侧面进行堆焊工作，经实践发现，修复使用后，花键整个齿部包含其齿根以下部分仍存在应力集中，表面出现疲劳层、裂纹。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中花键部位失效的驱动辊通常报废处理等问题，本发明提出了一种连铸辊驱动辊轴花键修复方法，基于：去除旧齿→整体堆焊→重新加工，修复后花键可达到新品标准，避免重新制作，节约成本。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种连铸辊驱动辊轴花键修复方法，其步骤如下：

步骤一、有限元分析：模拟花键啮合受力，分析得出应力产生的应变距齿根的距离，从而确定焊前去除的花键旧齿长度；

步骤二、预热：因连铸辊本体材质极易产生裂纹等缺陷，故埋弧自动焊接前对工件整体预热，升温速度为30-50℃/h，预热至250-350℃，保温1-2h。局部焊接时，可以对补焊处及其附近75mm范围，用割炬火焰进行局部预热处理；

步骤三、清理补焊面：彻底清除干净补焊面及附近25mm范围内锈等污物；

步骤四、保护好不需要修复的加工面：包括刷涂抗高温氧化涂料防止升温中(包括退火)产生氧化皮，或者用石棉布包裹、遮挡，以防焊接飞溅、打弧，烧损不需要修复的加工面；

步骤五、工艺规范：出炉后立即焊接，层间温度控制在300±2℃；

步骤六、焊后热处理：退火送炉时，炉膛不能冷炉，初始温度应在300℃左右，升温速度为50-60℃/min，退火温度为500℃，保温时间为6-8h；降温速度为≤60℃/min，降至150℃左右出炉空冷；

步骤七、焊后加工：因连铸辊辊身部位也要堆焊修复、加工或者减径加工，以内孔为基准校正加工各部外圆，滚齿机或者插床加工花键。如此可将连铸辊修旧如新。