浅谈齿轮电火花跑合工艺

一、前言

我公司为解决减速机跑合问题，引进DZ42型四闸流管又回路齿轮电火花跑合电源，该电火花跑合电源主要用于齿轮减速器跑合工艺，提高了齿轮减速器的接触精度，使齿长和齿高接触率均达90%以上，因而提高了减速器使用寿命，降低了噪音，代替金刚砂研齿，空载跑合、人工刮齿、砂轮修磨等老工艺方法，减轻了劳动强度，提高了工效。

为提高齿轮减速器接触精度提供了新的工艺方法。经试用，实际验证，跑合工效，接触率均有显提高，齿长和齿高接触率均能达90%以上，噪音降低，为我公司采用新的工艺手段，提高减速器接触精度，奠定了良好的基础，并为我厂今后生产硬齿面减速器跑合工序，创造了良好的条件。

二、齿轮电火花跑合的基本原理

电火花加工是非接触加工，当两工件相互接近至一定距离时在两工件上施以脉冲电压，便使之产生火花放电，从而将金属蚀除，达到电火花加工的目的。而齿轮电火花跑合则是利用在两齿轮传动时，在齿轮间注以一定油量时（油介质）两齿面间便有油膜形成，当先接触的区域油膜变薄时，便进行火花放电，蚀除金属，火花放电由此向齿长和齿高方向扩展，从而达到齿轮电火花跑合的目的，由于电火花的放电间隙在电源参数确定后为较小的恒定值，故电火花跑合的齿轮，应具有良好的加工精度及表面粗糙度，实践证明，经电火花跑合的齿轮减速器将显著提高接触精度，降低噪音，提高使用寿命。

三、电火花跑合的应用范围及工艺效果

1.不论是渐开线齿形，还是圆弧齿形的齿轮减速器，如标准减速器，专用减速器（复合减速机），人字齿轮机座、分配箱、蜗轮减速器等，凡具备绝缘条件的均可应用电火花跑合。

2.软齿面、中硬齿面、硬齿面的减速器，凡具备绝缘条件的，均可进行电火花跑合。

3.齿轮减速器经电火花跑合，可以提高接触精度和强化齿面，从而提高齿轮承载能力和使用寿命，降低了齿轮噪音，并代替钳工刮齿，研齿等工序。

4.齿轮经电火花跑合后，齿面上产生许许多多的圆形“火花坑”。当脉冲频率高时，产生的火花坑就细小而且多，齿面就容易保持住油膜。

当选用粗规准跑合时，频率为6000赫兹，齿面粗糙度达Ra25～12.5。当先用中规准跑合时，频率为8000赫兹，齿面粗糙度达Ra12.5～6.3。当选用精规准跑合时，频率为l2000赫兹，齿面粗糙度达Ra6.3～3.2。

5.软齿面齿轮经电火花跑合，齿面产生一层0.02～0.08mm的硬化层，硬度为HRC40以上。对硬齿面齿轮硬化层硬度较原有硬度略有提高。齿面产生硬化层，提高了齿轮抗擦伤和点蚀能力。

6.淬火齿轮不经硬质合金滚刀刮削加工，可消除热处理变形，可改善和提高接触精度。

四、电火花跑合的绝缘方法

齿轮减速器要进行电火花跑合。首先要解决相啮合齿轮付之间的绝缘问题。一般来说，能绝缘就能进行跑合，但绝缘方法很多，根据实际情况可采用下述方法进行绝缘。

1.采用垫绝缘纸进行绝缘

即在减速机箱体孔与轴承外圆或者轴瓦外圆之间垫上一层青壳纸。这种方法简单，使用方便，适用于一般标准减速器，产品专用减速器，但在垫青壳纸之前。要将箱体孔倒瓦口，以免绝缘纸压破不绝缘，并使两端轴承垫等高。

2.采用绝缘轴承

即轴承或轴瓦无法垫青壳纸时采用，专做胶木瓦或尼龙轴瓦，装在箱体内跑合，跑合后再换上产品轴承或轴瓦，这种方法适合于轧钢机主减速器的绝缘。

3.采用专用跑合台进行绝缘

即在原箱体内无法进行绝缘。或绝缘不方便时，而做一套工艺用跑合箱体代替原箱体进行跑合，跑合后再装到原箱体中，这种方法适合于人字齿轮机座。

4.绝缘位置的选择及接电方法

（1）一级减速器采用低速轴绝缘，电动机带高速轴旋转跑合。

（2）两级减速器采用中间轴绝缘，三级减速器用二、四轴绝缘，均可同时进行跑合，由于高速轴齿数少，参加啮合次数多，跑好后，可将脉冲电源接线取下，并绝缘，而继续跑合低速级齿轮。

（3）若多级减速器绝缘条件受到限制，不能同时绝缘跑合时可先从低速轴开始，依次进行跑合。

（4）接电方法，多级减速器同时跑合，采用并联方法为好，因为第一级齿轮小，跑合时间短，而第二级齿轮，电火花跑合时间长，用并联时当第一级跑好以后就可将导线拉掉，而继续跑合第二级。

接线原则是那一根轴绝缘，在绝缘轴端面卜或者在齿轮端面上安装铜石墨电刷，并接脉冲电源正极（+），箱体上接负极，当两齿轮跑合时，齿面上浇以适当油量，形成油膜，即可进行电火花加工，如不产生火花放电即绝缘不好、短路，应重新调整绝缘。

五、电火花跑合的工艺方法

1.齿轮减速器进行电火花跑合时，不必将齿轮浸泡在油池中，要经常向齿轮的啮合部位浇以适当油，形成油膜，保持一定的火花放电间隙（电参数确定为O.02一O.04）根据冬夏季气温情况，采用20#、30#、40#机械油均可，且不可采用煤油作介质，因为煤油粘度低、稀薄，形不成油膜。

2.跑合时齿轮的线速度应选择1米/秒以上，低于1米/秒时，不易形成油膜和电火花。在具备加载条件时，应加载跑合为好。复合减速器在进行电火花跑合时，齿轮线速度选用1.67米/秒，没有采用加载因此线速度不易高，当线速度高时由于大齿轮惯性的作用，产生大齿轮带动小齿轮旋转。齿轮背面（非工作面）接触，电火花加工非工作面，真正需要的工作面没有电火花加工。

3.脉冲电源的参数选择及跑合时电标准的选用。

DZ42型四闸流管双回路齿轮电火花跑合电源的主要参数：

（1）采用三相380V、50赫兹供电

（2）输出功率为5280瓦～5760瓦

（3）工作电压l600V～2400V

（4）工作电流l.2A～2.2A

（5）粗、中、精规准参数的选用（见下表）

直流高压 充电电流 脉冲频率 齿面粗糙度 备注

粗规准 2000～2400V 2.2A 6000 Ra2.5～12.5

中规准 1600～2000V 1.8A 8000 Ra12.5～6.3

精规准 1600～2000V 1.2 A 12000 Ra6.3～3.2

（6）操作过程顺序（先开动减速器跑合，浇油后再操作电源）

开动电源总开关――接通电源一一首先调节灯丝电压使之保持在6.3V左右，并预热约四分钟――然后按触发器通――选择所用规准、粗、中、精三档，根据需要选用不同的规准按钮――先将调压器退至零位。启动高压通按钮，然后逐渐升高直流高压达所需值为止。

（7）粗规准的输出能量较中规准、精规准为大，中规准的输出能量也较精规准大

同样地，在相同规准时，直流高压愈大，输出功率愈大，使用时一般选用粗规准，直流高压取2000V～2400V，待齿长方向基本达接触要求后，转用中规准，此时高压取1600V～2000V左右，待齿长、齿高方向均能达接触率要求后，可转用精规准，此时直流高压可取1600V～2000V左右，最后可根据齿面粗糙度要求，再适当降低直流高压，来达到粗糙度要求。使用的电流大小可根据齿轮规模数大小来选择调整。

六、小结

电火花跑合的应用，显著的提高了工效，减轻了劳动强度，接触精度达90%以上，但在使用中，有一些严格要求，电火花跑合对绝缘要求高，这就要求绝缘处粗糙度低无高点、无杂质，在垫绝缘纸前要将绝缘面、跑合面擦拭干净，以免导电，影响跑合。