液压钳开口齿轮齿面磨损修复工艺

郭晓虎

（中国石化江汉油田分公司井下作业处，湖北潜江 433123）

液压钳开口齿轮齿面磨损修复工艺

郭晓虎

（中国石化江汉油田分公司井下作业处，湖北潜江 433123）

针对井下作业3YC液压钳开口齿轮使用开口齿圈损坏频繁、不易修复等状况进行了分析和探讨，提出了相应的开口齿轮修复工艺，摸索出了一种易于修补、操作简单的3YC液压钳开口齿轮磨损齿面修复工艺。新的修复工艺方法的应用，提高了开口齿轮的重复利用率，降低了生产成本。

开口齿轮；修复技术；工艺改进

1 概况

3YC液压钳是作业时用于起下油管的设备，它是液压钳内的一个重要配件。为了修旧利废，节约成本，近几年一直从事液压钳开口齿轮磨损齿面的修复工作。

2 液压钳开口齿轮使用现状

液压钳内的开口齿轮在使用时，由于使用频繁、加上重载、腐蚀等恶劣环境影响，经常出现开口处齿面磨损、断齿等现象发生。既影响生产，又浪费了成本，因此我们改进了液压钳开口齿轮修复工艺。

3 齿轮齿面修复工艺

3.1 堆焊工艺

3.1.1 焊前准备

①清理齿面 将磨损齿面的油污、锈蚀等赃物清理干净，去掉硬化层。

②齿面检查 检查磨损齿面待焊部位有无裂纹等缺陷，若发现应及时打磨掉。

③测定齿轮主要参数 用预制齿形样板标定出待焊齿面尺寸，确定堆焊量。

④选择堆焊材料 选用φ3.2 J506焊条，从掉齿部位根部堆焊齿高的1/3，然后再用D172牌号堆焊焊条，该焊条熔敷金属主要成份为4铬2钼或堆 D212 EDPCrMo-A4-03 铬钼型堆焊焊条，用于堆焊其余部位。

3.1.2 堆焊齿面

堆焊是在工件的表面或边缘进行熔敷一层耐磨、耐蚀、耐热等性能金属层的焊接工艺。不同的工件和堆焊焊条要采用合适的焊条、不同的堆焊工艺。

①焊条使用前严格按规定250～300℃烘焙1～2h。保温150℃，随用随取。焊接电流90～120A，堆焊从齿根开始沿齿宽方向堆焊，每个齿堆焊5道左右，其中齿面4道，齿顶1道，采用对称跳焊顺序。对焊层间温度不低于150℃。焊前单齿面预热温度在300℃左右，齿根的预热温度必须保证。

②为尽量避免母材过多地熔入焊道，要求施焊时焊条不作摆动，电弧电压要低，运条速度适中，焊条倾角以60～80℃之间，焊速为10cm/min。焊道之间要搭接良好，各焊道的起止点要错开，收弧时要填满弧坑。

③每焊完一道焊缝，应彻底清除熔渣及飞溅物，并及时检查有无裂纹、夹渣及气孔等缺陷，一经发现应加以返修。焊后要及时放入生石灰箱中保温，至少保温12h后取出。

3.1.3 焊后处理

①齿面堆焊量全部达到要求后，粗加工打磨，确认堆焊质量合格后，可采用铣床加工齿形。由于齿面堆焊量的差异，齿形加工时需重新考虑齿轮的定位参数基准。

②齿形加工前应对整个齿轮齿面堆焊层进行硬度测定，单齿面测定点不少于2点。测定后平均硬度值≥40HRC，满足原设计要求。

3.2 车削工艺

用车床将堆焊好的开口齿轮齿圈车光，保证齿顶圆直径为270。

3.3 铣削工艺

（1）检查和测量需修复齿坯尺寸：铣削后的齿轮质量与齿坯有很大关系，主要检查车削后的齿顶圆尺寸，便于在调整切削深度时根据实际齿顶圆直径予以增减，以保证分度圆齿厚的正确。

（2）设计一套齿轮铣削时的装夹胎具，检查齿坯的孔径尺寸与装夹胎具芯轴尺寸的间隙是否适当，以保证齿坯与胎具芯轴的正确配合，不然会使铣出的齿槽深浅不一。

（3）分度计算与调整：选择FW160分度头，转一圈为9°，因此分度手柄转40转，主轴才转1转360°。根据开口齿轮齿数76选择分度盘孔圈数38，在定数为40的分度头上加工，分度手柄应摇40/76=20/38转。

（4）选择铣刀型号：根据齿顶圆直径270和齿数76，算出模数m≈3.5，选用m=3.5mm，a=20°的盘形齿数铣刀。

（5）铣削齿形：选择铣床主轴转数为60r/min，走刀量为23.5mm/min，吃刀量为7.5mm深，仔细装夹，校正齿坯，开始铣削齿形，每铣一齿后，松开分度叉紧定螺钉，手柄向一个方向均匀转动，对应在分度盘38孔圈内摇过20个孔距，调整分度叉，铣削修复第二个齿形，依次重复直至铣削完毕。

3.4 液压钳开口齿轮修复工艺创新点和技术关键

（1）液压钳开口齿轮修复新工艺与以前的修复工艺相比，创新点是：（1）该结构钢焊条J422、J506为堆焊焊条D172、D212。（2）采用焊前预热，控制层间温度，焊后缓冷的堆焊方法。（3）改手工磨齿为铣床铣齿。

（2）技术关键：开口齿轮修复使用的加工工艺，更换了堆焊焊条的牌号，采用堆焊齿圈—保温正火—车削齿圈外径—铣削齿形的工艺方法来修复开口齿轮，并针对开口齿轮体积较大，铣削时虎钳装夹不紧的情况，设计了一套齿轮装夹胎具，该胎具由定位轴、定位套、压紧螺帽、挡板和挡片组成。

4 经济效益分析

液压钳齿轮修复经过铣平—堆焊—车削—铣齿四道工序，合计维修费800元，工艺改进后修复的齿圈与新齿轮性能一致。

一个新齿轮外购费用为1 800元，每修复一个齿轮可节省费用1 000元，工艺改进后，降低了生产成本，每年预计可提高经济效益10多万元。

5 结束语

液压钳开口齿轮修复工艺技术，对非渗碳齿轮齿面缺陷均可采用，修复后的齿轮齿面具有较好的塑性、冲击韧性及良好的耐磨性，劳动强度低，消耗成本少，值得推广。

Repairing Process of Tooth Surface Wear of Open Gear of Hydraulic Press

Guo Xiao-hu

In view of the frequent damage and diffi culty in repairing the open gears of 3YC hydraulic tongs，the corresponding open-gear repair technology is proposed and a 3YC hydraulic pressure that is easy to repair and easy to operate is worked out.Tooth Surface Repairing Technology of Wearing Gear with Opening.The application of the new repairing method improves the reusability of the open gear and reduces the production cost.

open gear；repair technology；process improvement

TH132.4

B

1003-6490（2016）07-0075-02

2016-07-06

郭晓虎（1973—），男，湖北黄冈人，工程师，主要研究方向为石油工程。