一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法及其实现装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于机械加工技术领域，具体涉及一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法及其实现装置，解决了利用常规热拆法进行齿轮和轴拆分时极易造成二者零件损坏的问题，将齿轮与轴结合件表面的污渍清理干净并将其固定在带有液压顶杆的工作台上，利用火焰焊枪对齿轮先预热再对分级加热，分级加热采用齿轮的齿根圆位置开始以画圆的方式沿齿轮径向逐步向齿轮中心位置推进，且最远端加热至齿轮分度圆直径的1/3圆弧位置。由于火焰焊枪直接加热部位不涉及轮齿和轴，且严格限定了加热温度值，使得经过火焰焊枪加热后的齿轮和轴不会因温度过高而发生内部晶体变化，而造成再利用后的强度或韧性的改变。

A thermal dismantling method for gear and shaft nondestructive separation and its realization device

The invention belongs to the technical field of mechanical processing, and specifically relates to a thermal disassembly method for non-destructive separation of gears and shafts and its implementation device. It solves the problem that the conventional thermal disassembly method can easily cause damage to the parts of gears and shafts when they are disassembled, and cleans up the stains on the surface of the gear and shaft joint and fixes them on the belt. On the worktable with hydraulic ejector rod, the gear is preheated by flame welding torch and then heated by stages. Graded heating uses the root circle position of the gear to advance gradually along the radial direction of the gear to the center position of the gear, and the farthest end is heated to the 1/3 arc position of the indexing circle diameter of the gear. Because the direct heating part of flame welding torch does not involve gear teeth and shaft, and the heating temperature is strictly limited, the internal crystal changes of gear and shaft heated by flame welding torch will not occur due to excessive temperature, resulting in changes in strength or toughness after reuse.

【技术实现步骤摘要】
一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法及其实现装置
本专利技术属于机械加工
，具体涉及一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法及其实现装置。
技术介绍
齿轮作为重要的传动零件已广泛应用于机械领域。齿轮与轴类零件的配合连接关系视具体情况而有所不同。不仅要考虑使用情况，如传递功率的大小，负载的平稳性、冲击性等，还要考虑装配的工艺性。在实际装配过程中，暂且不谈配合过程中的键连接，其主要形式可分为间隙配合和过盈配合两种。为了保证力矩传递效果和精度要求，过盈配合更能保证二者的整体性能，具有重要的传动意义。过盈配合虽然极大的满足齿轮与轴的传动需求，但当遇设备检修需要将二者拆分时，则具有相当难度。特别是随着使用时间的延长，连接位置会出现受力变形或轻微腐蚀氧化现象，均加剧了拆分难度。现有的拆分方式主要包括借助工具进行硬拆分和将其整体加热后依靠热胀冷缩性能实现拆分。拆分的工具包括液压千斤顶、大锤以及拉马。由于硬拆分常常使得轴类零件发生断裂，故在机加工中更偏向利用齿轮和轴之间的热胀冷缩性能进行热拆分。常规的热拆分方法虽然能够实现齿轮和轴的分离，但热拆方法主要采用集中加热，即在拆除时将齿轮整体进行加热，加热部位涵盖全部齿轮及与齿轮连接的部分轴，且在加热过程中未涉及详细的步骤及对温控的要求等，完全属于依据经验操作。此种方法最大的弊端就是容易使齿轮在受热过程中发生晶体变化，导致拆分冷却后齿轮的材料内部组织发生变化，进而影响原有的强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等机械性能，尤其是齿轮的轮齿和连接孔等部位，均会发生不可逆的损坏。对于一些大型或特大型的非标减速机，由于设备所含的齿轮及轴等配件均为非标零件，无可替换件。如果在检修拆除过程中因热拆工艺导致其机械性能下降甚至损坏，不仅重新加工的成本巨大，而且可能产生极其严重的后果，甚至因设备损毁严重而导致一定程度的人身伤害等。
技术实现思路
本专利技术为了解决利用常规热拆法进行齿轮和轴拆分时极易造成零件损坏甚至损毁设备导致人身伤害的问题，提供了一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法及其实现装置。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法，将齿轮与轴结合件表面的污渍清理干净并将其固定在带有液压顶杆的工作台上，液压顶杆与齿轮端面始终保持垂直接触，进一步利用火焰焊枪对齿轮进行分级加热，同时配合液压顶杆对齿轮施加顶推力，直至齿轮与轴实现无损分离，具体步骤如下：S1.利用液压顶杆对齿轮端面施加正压力，保证齿轮与轴的结合件固定在工作台上；S2.对齿轮进行整体预热，火焰温度值为220～250℃，预热时火焰焊枪喷出的火焰始终位于齿轮齿根圆的范围内并保持匀速移动，移动速度为4～6mm/s；S3.预热完成后，将火焰焊枪喷出的火焰温度调整至600～650℃，对齿轮进行二次加热，加热顺序从齿轮的齿根圆位置开始以画圆的方式沿齿轮径向逐步向齿轮中心位置推进，且最远端加热至齿轮分度圆直径的1/3圆弧位置；S4.当加热圆弧直径到达齿轮分度圆直径的1/5位置时，同步将液压顶杆的顶推力提升至150～180KN并保持持续受力；S5.继续将加热区间向齿轮分度圆直径的1/3位置推进，在此过程中需仔细观察齿轮和轴的相对位置，一旦发现二者有松动情况，立即停止加热并逐渐提升液压顶杆的压力，直至完成齿轮与轴的分离。为保证齿轮的均匀受热，步骤S3中火焰焊枪沿圆弧移动的速度为3～5mm/s。在热拆过程中，火焰焊枪应设置在未与液压顶杆接触的齿轮一侧，且火焰焊枪喷嘴距离齿轮表面的距离保持在3～5cm。工作台包括水平设置的底板，底板两端分别垂直连接有第一侧板和第二侧板，第二侧板内侧固定有水平设置的液压顶杆机构，第一侧板内侧设置有与液压顶杆机构中心同轴设置的固定环，固定环为凸出第一侧板表面的空心圆柱体结构，固定环内插接有圆柱体顶块，顶块与轴接触连接。液压顶杆机构包括与第二侧板固定的连接座，连接座中部设置有液压缸，液压缸连接有液压顶杆，液压缸上设置有液压进油口和出油口，液压进油口和出油口通过油管连接有液压站。其中，连接座为矩形或圆形板，可通过螺栓与第二侧板固定连接，主要用作调节液压顶杆机构的位置，使其与固定环具有同轴度。顶块的直径与固定环的内径相同且小于轴的直径，二者差值范围为5～10mm。顶块的长度大于固定环长度与齿轮厚度之和，且顶块的长度应大于火焰焊枪的弯头长度，保证火焰焊枪在齿轮与第一侧板之间具有操作空间。液压顶杆机构的工作压力范围为0～300KN。液压顶杆的数量为3个或4个，且在360°范围内平均设置。本专利技术相比现有技术具有的特定技术特征及有益效果是：本专利技术克服了利用常规热拆方法实现齿轮和轴拆分时极易造成零件损坏而变相增加成本以及导致设备损毁、人员伤害的问题。通过火焰焊枪对齿轮齿根圆到分度圆直径1/3的圆弧范围进行分级加热，使得齿轮与轴的连接口位置发生一定程度的热胀，进一步通过相互配合的液压顶杆实现了二者的拆分。由于火焰焊枪直接加热部位不涉及轮齿和轴，且严格限定了加热温度值，使得经过火焰焊枪加热后的齿轮和轴不会因温度过高而发生内部晶体变化，经拆分后的零件再利用也不会存在强度或韧性的改变。本专利技术装置主要是配合方法使用，其结构简单，易于操作，可将齿轮和轴的结合件牢固的固定在工作平台上，顶块的长度大于固定环长度与齿轮厚度之和，且顶块的长度应大于火焰焊枪的弯头长度，保证火焰焊枪可对齿轮进行无障碍加热，最终达到本专利技术拆分方法的设计要求。本专利技术对现有机加工领域中普遍存在的齿轮与轴连接件的拆分具有积极的意义。附图说明图1为本专利技术实现装置的结构示意图；图2为图1中工作台的结构示意图；图3为图2中第一侧板的结构示意侧视图；图4为图2中第一侧板的结构示意正视图；图5为图1中液压顶杆机构的结构示意正视图；图6为图1中液压顶杆机构的结构示意侧视图；图7为齿轮和轴结合件的结构示意图；图8为顶块的结构示意图。图中：1-底板，2-第一侧板，3-第二侧板，4-液压顶杆机构，5-轴，6-齿轮，7-顶块，8-固定环，9-连接座，10-液压缸，11-液压顶杆，12-液压进油口和出油口。具体实施方式参照附图对本专利技术做进一步阐述，一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法，将齿轮6与轴5结合件表面的污渍清理干净并将其固定在带有液压顶杆11的工作台上，液压顶杆11与齿轮6端面始终保持垂直接触，进一步利用火焰焊枪对齿轮6进行分级加热，同时配合液压顶杆11对齿轮6施加顶推力，直至齿轮6与轴5实现无损分离，具体步骤如下：S1.利用液压顶杆11对齿轮6端面施加正压力，保证齿轮6与轴5的结合件固定在工作台上；S2.对齿轮6进行整体预热，火焰温度值为220～250℃，预热时火焰焊枪喷出的火焰始终位于齿轮6齿根圆的范围内并保持匀速移动，移动速度为4～6mm/s；S3.预热完成后，将火焰焊枪喷出的火焰温度调整至600～650℃，对齿轮6进行二次加热，加热顺序从齿轮6的齿根圆位置开始以画圆的方式沿齿轮6径向逐步向齿轮6中心位置推进，且最远端加热至齿轮6分度圆直径的1/3圆弧位置；S4.当加热圆弧直径到达齿轮6分度圆直径的1/5位置时，同步将液压顶杆11的顶推力提升至150～180KN并保持持续受力；S5.继续将加热区间向齿轮6分度圆直径的1/3位置推进，在此过程中需仔细观察齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法，其特征在于：将齿轮（6）与轴（5）结合件表面的污渍清理干净并将其固定在带有液压顶杆（11）的工作台上，液压顶杆（11）与齿轮（6）端面始终保持垂直接触，进一步利用火焰焊枪对齿轮（6）进行分级加热，同时配合液压顶杆（11）对齿轮（6）施加顶推力，直至齿轮（6）与轴（5）实现无损分离，具体步骤如下：S1. 利用液压顶杆（11）对齿轮（6）端面施加正压力，保证齿轮（6）与轴（5）的结合件固定在工作台上；S2.对齿轮（6）进行整体预热，火焰温度值为220～250℃，预热时火焰焊枪喷出的火焰始终位于齿轮（6）齿根圆的范围内并保持匀速移动，移动速度为4～6mm/s；S3. 预热完成后，将火焰焊枪喷出的火焰温度调整至600～650℃，对齿轮（6）进行二次加热，加热顺序从齿轮（6）的齿根圆位置开始以画圆的方式沿齿轮（6）径向逐步向齿轮（6）中心位置推进，且最远端加热至齿轮（6）分度圆直径的1/3圆弧位置；S4. 当加热圆弧直径到达齿轮（6）分度圆直径的1/5位置时，同步将液压顶杆（11）的顶推力提升至150～180KN并保持持续受力；S5. 继续将加热区间向齿轮（6）分度圆直径的1/3位置推进，在此过程中需仔细观察齿轮（6）和轴（5）的相对位置，一旦发现二者有松动情况，立即停止加热并逐渐提升液压顶杆（11）的压力，直至完成齿轮（6）与轴（5）的分离。...

【技术特征摘要】
1.一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法，其特征在于：将齿轮（6）与轴（5）结合件表面的污渍清理干净并将其固定在带有液压顶杆（11）的工作台上，液压顶杆（11）与齿轮（6）端面始终保持垂直接触，进一步利用火焰焊枪对齿轮（6）进行分级加热，同时配合液压顶杆（11）对齿轮（6）施加顶推力，直至齿轮（6）与轴（5）实现无损分离，具体步骤如下：S1.利用液压顶杆（11）对齿轮（6）端面施加正压力，保证齿轮（6）与轴（5）的结合件固定在工作台上；S2.对齿轮（6）进行整体预热，火焰温度值为220～250℃，预热时火焰焊枪喷出的火焰始终位于齿轮（6）齿根圆的范围内并保持匀速移动，移动速度为4～6mm/s；S3.预热完成后，将火焰焊枪喷出的火焰温度调整至600～650℃，对齿轮（6）进行二次加热，加热顺序从齿轮（6）的齿根圆位置开始以画圆的方式沿齿轮（6）径向逐步向齿轮（6）中心位置推进，且最远端加热至齿轮（6）分度圆直径的1/3圆弧位置；S4.当加热圆弧直径到达齿轮（6）分度圆直径的1/5位置时，同步将液压顶杆（11）的顶推力提升至150～180KN并保持持续受力；S5.继续将加热区间向齿轮（6）分度圆直径的1/3位置推进，在此过程中需仔细观察齿轮（6）和轴（5）的相对位置，一旦发现二者有松动情况，立即停止加热并逐渐提升液压顶杆（11）的压力，直至完成齿轮（6）与轴（5）的分离。2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法，其特征在于：为保证齿轮（6）的均匀受热，步骤S3中火焰焊枪沿圆弧移动的速度为3～5mm/s。3.根据权利要求1或2所述的一种用于齿轮和轴无损分离的热拆方法，其特征在于：在热拆过程中，火焰焊枪应设置在未与液压顶杆（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：余志远，张玉蓉，李志涛，郭建钢，张立福，乔帅军，
申请(专利权)人：大同墨西科技有限责任公司，山西帝邦智能设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14