齒輪是許多機(jī)器的關(guān)鍵部分，如果他們磨損和腐蝕，無(wú)法修復(fù)，那么就可能是一個(gè)昂貴的費(fèi)用更換他們。SIFCO ASC的北美銷售經(jīng)理Mark Meye在本文中解釋了如何刷鍍可以幫助防止齒輪損壞，現(xiàn)在的過(guò)程可以用來(lái)恢復(fù)磨損或腐蝕的齒輪部件。

　　當(dāng)齒輪質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生后，維修工程師最清楚如何修復(fù)它們以及所帶來(lái)的成本。在制造階段，盡管有現(xiàn)代的加工中心，零件也有可能會(huì)發(fā)生尺寸過(guò)小的情況，無(wú)論是在發(fā)生孔、齒或軸。這些尺寸缺陷的程度通常很小，但再制造整個(gè)零件的成本將是令人望而卻步的。在運(yùn)行時(shí)，齒輪經(jīng)常受到惡劣的環(huán)境，每天在灰塵條件下運(yùn)行，，磨損和腐蝕是常見(jiàn)的問(wèn)題。

　　對(duì)于小尺寸的齒輪相比，更換這些組件在許多情況是可以容忍的。然而，在大型設(shè)備中，如土方搬運(yùn)、工業(yè)或船舶機(jī)械，維護(hù)工程師必須考慮的不僅僅是資本支出。不僅是資本成本更大的齒輪更高，但也有停機(jī)，導(dǎo)致機(jī)器退出服務(wù)，可以使更換這些零件真正的成本非常高。事實(shí)上，停機(jī)時(shí)間是任何企業(yè)可能面臨的最大成本之一。在英國(guó)，機(jī)器停機(jī)每年給制造商造成超過(guò)1800億法郎的損失(來(lái)源:制造商)。這項(xiàng)由Oneserve進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，每年制造業(yè)中有3%的工作日因?yàn)闄C(jī)械故障而損失。83%的受訪者還表示，他們每年至少更換一次機(jī)器，這無(wú)疑會(huì)帶來(lái)巨大的財(cái)務(wù)影響和運(yùn)營(yíng)成本，也就是說(shuō)，降低維護(hù)成本是至關(guān)重要的，像齒輪這樣的機(jī)械部件可以盡可能長(zhǎng)時(shí)間地使用，而且，如果需要，它們可以快速有效地修復(fù)。

　　刷鍍或選擇性電鍍，是否有一種被證明具有成本效益的構(gòu)建方法，使齒輪回到其原始規(guī)格，幫助延長(zhǎng)其使用壽命。

　　選擇性電鍍工藝

　　選擇性電鍍，如行業(yè)領(lǐng)先的SIFCO工藝，是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的，有效的，經(jīng)濟(jì)的表面處理修復(fù)方式。SIFCO過(guò)程是一種便攜式電鍍方法，用于增強(qiáng)，修理，和翻新制造的組件局部區(qū)域。

　　這個(gè)過(guò)程使用基本的電化學(xué)原理。一種含有待沉積金屬離子的電解質(zhì)溶液被引入待鍍帶負(fù)電荷的部分和帶正電荷的電鍍工具(或陽(yáng)極)之間。一個(gè)便攜式powerpack提供所需的直流電，并允許精確控制電流，電壓和電鍍時(shí)間，以獲得高質(zhì)量和準(zhǔn)確的電鍍結(jié)果(圖1)。

圖1

　　當(dāng)陽(yáng)極接觸要電鍍的部件表面時(shí)，電路就完成了。合適的圍繞工具的包裹提供了一個(gè)儲(chǔ)液器，以均勻分布電解質(zhì)。電流使電解液中的金屬離子與零件表面結(jié)合，形成電鍍層。結(jié)果是形成一個(gè)高度粘附和密集的金屬電鍍。要沉積的金屬或合金可以從50多種不同的溶液中選擇，這使得電鍍材料可以根據(jù)需要的電鍍性能進(jìn)行調(diào)整。

　　電鍍可以用于多種用途，如修復(fù)局部缺陷或?qū)?nèi)徑(ID)或外徑(OD)恢復(fù)到原來(lái)的尺寸。電鍍還可以在需要的地方增強(qiáng)耐磨性或耐腐蝕性——甚至在一些新部件制造過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的區(qū)域，以及需要修理的位置，以及需要鍍多少材料，因?yàn)檫@將決定選擇性鍍是否合適。下面的例子說(shuō)明了在一個(gè)用于露天采礦的拖纜挖掘機(jī)小齒輪的兩種類型的修復(fù)。

　　用選擇性電鍍修補(bǔ)損壞的小齒輪

　　與大型齒輪制造和維修專家Horsburgh &Scott Co.合作，SIFCO ASC的電刷電鍍解決方案用于修復(fù)這個(gè)齒輪的直徑16英寸×長(zhǎng)5英寸軸承軸頸的兩個(gè)缺陷。它們是由于軸承卡住而造成的，軸承損壞了閥座，在拆卸軸承時(shí)也產(chǎn)生了凹痕。

圖2

　　這被認(rèn)為是一個(gè)很好的選擇性電鍍應(yīng)用，因?yàn)闇喜巯鄬?duì)較淺，可以用100%的工具接觸快速填充銅。在尺寸不足的情況下，只需要0.006英寸厚度的鎳。

　　由于焊接過(guò)程中金屬固有的熱量和相關(guān)的結(jié)構(gòu)變化，焊接填補(bǔ)缺陷通常不會(huì)被作為一種選擇。同時(shí)，加工整個(gè)直徑去除缺陷會(huì)使直徑小于0.060英寸，所以這也被排除了，因?yàn)樗鼤?huì)使零件不適合在這么高的電鍍厚度。

　　對(duì)于調(diào)整尺寸的礦床，該部分要求的礦床約30洛氏硬度;鎳被選來(lái)滿足這一要求首先，有選擇地填充鑿孔，用銅把它修復(fù)到整個(gè)外徑。

　　首先在軸承軸頸上鍍0.001厚度的銅，然后進(jìn)行缺陷修復(fù)，用電鍍陽(yáng)極覆蓋整個(gè)長(zhǎng)度的鑿痕，縮短了電鍍時(shí)間。用三層銅和手工加工來(lái)填補(bǔ)缺陷;最后一層與外徑齊平。

　　一旦挖缺陷修復(fù)整個(gè)OD被帶回大小通過(guò)電鍍0.006”厚度的鎳兩個(gè)缺陷的修復(fù)后,零部件將會(huì)是像新的一樣,準(zhǔn)備好接受一個(gè)新的軸承,使設(shè)備再次準(zhǔn)備行動(dòng)。

　　涂層沒(méi)有影響齒輪強(qiáng)度,耐用性和規(guī)范

　　如前所述，在大型應(yīng)用中使用的齒輪如果損壞，更換費(fèi)用極為昂貴。在許多情況下，刷鍍可以使齒輪部件恢復(fù)到其標(biāo)稱規(guī)格，在某些情況下，甚至超過(guò)了原始材料的性能。

　　用電刷電鍍，修理常用的電鍍材料是鎳，其他材料如鈷也都是流行的，而某些合金，如鎳鎢合金或鎳鈷合金可以提供自己獨(dú)特的性能。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)某练e參數(shù)，鎳的晶粒結(jié)構(gòu)可以受到影響，以維持所需的性能，如硬度和耐腐蝕性，從而使其能夠承受齒輪的日常運(yùn)行。

　　對(duì)于被動(dòng)齒輪，最常見(jiàn)的維修是軸，軸承軸頸和孔，在某些情況下，局部損壞的齒也可以考慮。對(duì)于齒輪，將看到腐蝕環(huán)境，孔和外部機(jī)械加工表面，不能噴涂時(shí)也鍍新的，以提高耐腐蝕性。

　　現(xiàn)場(chǎng)選擇性電鍍降低了成本

　　工程師面臨的維修齒輪的另一個(gè)考慮，是如何維護(hù)可以實(shí)現(xiàn)最少的成本。維修過(guò)程中的成本費(fèi)用上升，主要包括將齒輪運(yùn)送到作業(yè)車間，拆卸和重新組裝齒輪，以及修理本身，然后還有間接成本因素，如中斷，停機(jī)和損失生產(chǎn)力。

圖3

　　通常,太大的齒輪簡(jiǎn)單替換也很耗費(fèi)，很容易拆卸和不切實(shí)際的和昂貴的非現(xiàn)場(chǎng)維修，停機(jī)時(shí)間也延長(zhǎng)。由于需要齒輪和機(jī)械分離，等待修理，和發(fā)回重新組裝，電刷鍍克服了這些障礙。在許多情況下，技術(shù)人員可以評(píng)估齒輪的損壞情況，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修(圖2)。這就是鏟斗挖掘機(jī)上的齒輪修復(fù)的情況(圖3和圖5)

圖4

　　霍斯堡 & 斯科特公司公司說(shuō)："SIFC CASC是一個(gè)良好的合作伙伴，他們的現(xiàn)場(chǎng)工作能力非常有吸引力。多年來(lái)，他們幫助我們找到了最有效的方法來(lái)維修和維護(hù)我們的客戶的設(shè)備，這已經(jīng)節(jié)省了數(shù)千美元的停機(jī)時(shí)間，并節(jié)省了人力時(shí)間。

　　在這個(gè)應(yīng)用中，SIFCO過(guò)程延長(zhǎng)了齒輪的工作壽命，并提高了由于工件上的鎳涂層的性質(zhì)的故障率。相比之下，更換齒輪的制造和材料成本將是過(guò)高的，而且還會(huì)造成數(shù)周的停工時(shí)間。

　　單邊刷鍍齒輪修理問(wèn)題

　　雖然表面上簡(jiǎn)單，齒輪是復(fù)雜的組件，一旦他們開(kāi)始磨損，而在服務(wù)可以是一個(gè)更復(fù)雜的工作，以修復(fù)他們。

圖5

　　維修必須考慮周到，并正確執(zhí)行，齒輪必須保持足夠的強(qiáng)度，以處理日常操作或設(shè)置，它存在。否則，在考慮到停機(jī)時(shí)間和損失的生產(chǎn)成本后，它的成本甚至?xí)^(guò)整修的初始成本。

　　刷鍍提供了一個(gè)許多齒輪修理工作多功能，靈活的解決方案。隨著能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修(圖4)，選擇電鍍的SIFCO過(guò)程是非常有效的。選擇性電鍍的精確性意味著它可以準(zhǔn)確地應(yīng)用電鍍材料，并且僅需很少的時(shí)間就可以建立，不像其他的修復(fù)方法，后加工或處理齒輪經(jīng)常是不需要的，因?yàn)殡婂兛梢赃_(dá)到該尺寸。由于該工藝溫度較低，不存在改變基材結(jié)構(gòu)及其性能的風(fēng)險(xiǎn)。