1983年首次發(fā)布的JC／T 333((水泥工業(yè)用回轉(zhuǎn)窯》uI建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，于1991年進(jìn)行了第一次修訂，2006年進(jìn)行了第二次修訂。GB／T 32994--2016(水泥工業(yè)用回轉(zhuǎn)窯》旺1國家標(biāo)準(zhǔn)于2016年10月3日首次發(fā)布，2017年9月1日實(shí)施。原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和新實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)回轉(zhuǎn)窯輪帶、托輪、大齒圈、小齒輪等主要零部件的硬度和硬度匹配提出了要求。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)硬度要求和硬度匹配要求存在問題。主要表現(xiàn)在硬度的界定和比較基準(zhǔn)為最低硬度、最高硬度、還是平均硬度不夠明確，存在異議，不利于標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施。

無論是原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還是新實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)，除對(duì)齒輪的材料最低要求和硬度最低要求不同外，其小齒輪齒頂圓硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓硬度高20HB以上、托輪外圓硬度應(yīng)比輪帶外圓硬度高20HB以上的要求相同，都體現(xiàn)了小齒輪和托輪硬度的重要性?，F(xiàn)對(duì)相關(guān)零部件的硬度要求和硬度匹配要求的合理性進(jìn)行研究分析。

1.關(guān)于大齒圈和小齒輪硬度

1.1 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大齒圈和小齒輪硬度要求

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：大齒圈應(yīng)進(jìn)行熱處理，精加工后齒頂圓表面硬度應(yīng)不低于185HBm；小齒輪應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，精加工后齒頂圓表面硬度不低于230HB，小齒輪齒頂圓硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓硬度高20HB以上。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硬度要求的合理性分析

1.2.1規(guī)定區(qū)域硬度的代表性分析

（1）齒頂圓表面硬度代表性的分析。除齒形精度、材質(zhì)外，齒輪齒面硬度是衡量齒輪質(zhì)量的重要指標(biāo)。但是由于受檢測空間的限制，齒面硬度難以被測量，只能用頂圓表面硬度代表齒輪硬度。無論是原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還是新實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)，都是用齒輪齒頂圓表面硬度衡量齒輪硬度。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定齒頂圓表面硬度要求而不規(guī)定齒面硬度要求是從檢測方法方面考慮的，受檢測的可能性遷就。大齒圈一般通過正火處理，其齒頂圓表面硬度與齒面硬度差異不算太大，大齒圈齒頂圓表面硬度基本能夠代表大齒圈齒面硬度。

（2）制造工藝影響齒頂圓表面硬度的代表性。要求熱處理工藝相同，淬透層深度基本相同。小齒輪一般都經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，其硬度與淬透層深度有關(guān)。齒面硬度的高低取決于調(diào)質(zhì)處理前齒面的齒形精加工余量。齒形精加工余量越小，齒面硬度接近齒頂圓表面硬度。

（3）兩種典型的制造工藝對(duì)硬度代表性的影響。對(duì)于外圓粗加工而不進(jìn)行齒面粗加工先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的小齒輪，由于模數(shù)較大齒槽較深，其齒頂圓硬度與齒面硬度的差異較大，齒深方向的齒面硬度的差異也較大。回轉(zhuǎn)窯小齒輪的模數(shù)較大，一般為25～45，全齒深約為50～100mm，有限的淬透深度不可能使齒面達(dá)到較高的硬度。實(shí)驗(yàn)表明，這種不進(jìn)行齒形粗加工直接調(diào)質(zhì)處理的齒輪齒頂圓表面硬度與齒面硬度相差在40HB以上，因此齒頂圓表面硬度不能代表小齒輪齒面硬度。

部分制造廠為了提高小齒輪齒面硬度，采用齒形粗加工后調(diào)質(zhì)處理的制造工藝，使齒頂圓硬度與齒面硬度的差異減小。齒形粗加工留1～3mm余量再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理再滾齒的小齒輪，能使齒頂圓表面硬度與齒面硬度的差異減小到20HB以下或10HB以下，齒深方向的齒面硬度基本接近。這種預(yù)留齒面精加工余量先調(diào)質(zhì)處理再滾齒的齒輪齒頂圓表面硬度基本能夠代表小齒輪齒面硬度。

預(yù)先齒形粗加工的加工方法有鋸齒、刨齒、銑齒三種，預(yù)留的滾齒余量不同，最終達(dá)到的齒面硬度效果也不同。鋸齒使齒槽預(yù)先形成V形齒槽；刨齒使齒槽預(yù)先形成階梯形齒槽；銑齒使齒槽預(yù)先形成接近于最終齒形的齒槽。隨著數(shù)控銑齒機(jī)和新型粗加工刀具在齒輪粗加工中的應(yīng)用，銑齒形成的齒槽余量能夠達(dá)到最小狀態(tài)，余量能夠控制到1mm左右或更小，能夠使調(diào)質(zhì)處理達(dá)到接近最大齒面淬透深度，齒輪齒頂圓表面硬度完全能夠代表小齒輪齒面硬度。因此齒形銑齒粗加工是目前提高齒面硬度最理想的加工工藝，代表了目前國際先進(jìn)水平。也有制造廠通過齒面淬火的工藝方法提高小齒輪齒面硬度。這種工藝雖使齒面達(dá)到極高的硬度，甚至齒面硬度比齒頂圓表面硬度還要高，但是由于齒面在深度上硬度層不能均勻過渡，淬硬層較薄，硬度發(fā)生突變，容易導(dǎo)致小齒輪表面剝落的不良后果。

1.2.2小齒輪齒頂圓表面硬度要求的局限性

（1）局限性分析。對(duì)于外圓粗加工后調(diào)質(zhì)處理再加工齒形的小齒輪，一般制造廠以提高齒頂圓硬度來提高齒面硬度。為了齒面硬度達(dá)到230HB以上或更高硬度，部分制造廠將齒頂圓硬度提高到280HB，甚至達(dá)到硬度300HB或更高。齒頂圓高硬度使小齒輪滾齒加工中刀具磨損和消耗達(dá)到驚人的地步，同時(shí)齒面的粗糙度也難以得到保證，或者通過手工磨光降低粗糙度Ra值。

采用外圓粗加工后調(diào)質(zhì)處理再加工齒形的工藝加工的小齒輪，即便小齒輪齒頂圓硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓硬度高20HB，其小齒輪齒面硬度有可能達(dá)不到大齒圈齒頂圓硬度，將影響小齒輪的使用壽命。

對(duì)于齒面粗加工留適當(dāng)余量進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理再滾齒的小齒輪，縮小了齒頂圓齒面硬度和齒面硬度的差異。如果小齒輪齒頂圓硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓硬度高20HB，小齒輪齒面硬度就不低于大齒圈齒頂圓硬度。這種制造工藝保證了小齒輪齒面硬度，確保了小齒輪的使用壽命。

相同的熱處理工藝雖然齒頂圓表面硬度基本相同，但不同的機(jī)加工工藝最終的齒面硬度不同。因此籠統(tǒng)規(guī)定小齒輪齒頂圓表面硬度不切實(shí)際，存在局限性。不同的機(jī)加工工藝的齒頂圓表面硬度應(yīng)有不同的要求。

（2）硬度要求取值。鑒于外圓粗加工后調(diào)質(zhì)處理和齒面粗加工后調(diào)質(zhì)所達(dá)到的齒面硬度至少相差20 HB以上的實(shí)際情況，應(yīng)提高外圓粗加工后調(diào)質(zhì)處理的齒頂圓最低硬度要求，降低齒面粗加工后調(diào)質(zhì)的齒頂圓最低硬度要求。兩種工藝的齒頂圓最低硬度要求差異至少在20HB以上，差異取值有待日后進(jìn)一步研究。

1.2.3硬度界定基準(zhǔn)

按硬度的區(qū)域可劃分為齒頂圓表面硬度和齒面硬度，按硬度值范圍可劃分為最低硬度、最高硬度、平均硬度。由于齒面硬度測量存在難度，則硬度的界定和比較基準(zhǔn)應(yīng)為齒頂圓最低硬度、齒頂圓最高硬度、齒頂圓平均硬度。沒有界定和比較基準(zhǔn)的硬度指標(biāo)沒有實(shí)際操作意義。

如果沒有硬度的界定和比較基準(zhǔn)，就可以把標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行如下9種的不同理解：

（1）小齒輪齒頂圓最低硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓最低硬度高20 HB以上；

（2）小齒輪齒頂圓最高硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓最高硬度高20 HB以上；

（3）小齒輪齒頂圓平均硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓平均硬度高20 HB以上；

（4）小齒輪齒頂圓最低硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓最高硬度高20HB以上；

（5）小齒輪齒頂圓最低硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓平均硬度高20HB以上；

（6）小齒輪齒頂圓最高硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓最低硬度高20 HB以上；

（7）小齒輪齒頂圓最高硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓平均硬度高20 HB以上；

（8）小齒輪齒頂圓平均硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓最低硬度高20HB以上；

（9）小齒輪齒頂圓平均硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓最高硬度高20 HB以上。

因此標(biāo)準(zhǔn)必須明確大齒圈和小齒輪硬度的界定和比較基準(zhǔn)。

1.2.4硬度匹配標(biāo)記

批量生產(chǎn)或庫存的大小齒輪臺(tái)與臺(tái)之間容易混淆，應(yīng)該做大齒圈和小齒輪硬度匹配標(biāo)記。

2 關(guān)于輪帶和托輪硬度

2.1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輪帶和托輪硬度要求

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定輪帶應(yīng)進(jìn)行熱處理，精加工后外圓表面硬度不低于170HBf21；國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定托輪進(jìn)行熱處理，精加工后外圓表面硬度不低于190HB；托輪外圓硬度應(yīng)比輪帶外圓硬度高20HB以上口。

2.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硬度要求的合理性分析

（1）硬度的界定和比較基準(zhǔn)。與上述齒輪硬度分析一樣，托輪外圓硬度應(yīng)比輪帶外圓硬度高20HB以上的要求，無法界定考核指標(biāo)和比較基準(zhǔn)是外圓最低硬度、最高硬度還是平均硬度，標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中存在異議，因此同樣沒有實(shí)際操作意義。

（2）托輪外圓表面最低硬度要求的必要性分析。輪帶最低控制硬度雖然為170HB，鑄鋼廠普遍認(rèn)為硬度差的控制水平都高于20HB以上，甚至達(dá)到40HB，即輪帶最高硬度都在190HB以上。托輪的最低硬度要求受制于輪帶的實(shí)際硬度，因此托輪硬度不低于190HB的要求沒有實(shí)際意義。

（3）硬度匹配標(biāo)記。硬度匹配的輪帶托輪應(yīng)該標(biāo)記，防止混淆使用導(dǎo)致硬度匹配工作前功盡棄；批量生產(chǎn)或庫存的輪帶托輪臺(tái)與臺(tái)之間容易混淆，應(yīng)該做輪帶托輪硬度匹配標(biāo)記。

3 對(duì)硬度要求的修改建議

對(duì)硬度要求的修改原則為不降低對(duì)產(chǎn)品的要求；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際、現(xiàn)有制造水平；概念明確不產(chǎn)生異議；具有較強(qiáng)的可操作性。

（1）對(duì)齒輪硬度要求的修改建議。修改要點(diǎn)：根據(jù)不同制造工藝和齒面硬度保證能力對(duì)齒頂圓表面硬度提出不同要求；明確硬度的界定和比較基準(zhǔn)；對(duì)硬度匹配標(biāo)記提出要求。建議修改為：小齒輪應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度符合以下要求：

①外圓粗加工后調(diào)質(zhì)處理的，精加工后齒頂圓表面硬度不低于250HB，且小齒輪齒頂圓最低硬度應(yīng)比大齒圈齒頂圓最高硬度高40HB以上；

②齒面粗加工后調(diào)質(zhì)處理的，精加工后齒頂圓表面硬度不低于230HB，且小齒輪齒頂平均硬度比大齒輪齒頂平均硬度高20HB以上；

③硬度配對(duì)的齒輪應(yīng)做同樣的標(biāo)記，防止混淆，如標(biāo)記：A，B，C……。

（2）對(duì)輪帶托輪硬度要求的修改建議。去除沒有實(shí)際意義的硬度指標(biāo)要求；明確硬度界定和比較基準(zhǔn)；對(duì)硬度匹配標(biāo)記提出要求。建議取消托輪“精加工后外圓表面硬度應(yīng)不低于190HB”的要求，要求修改為：托輪外圓的平均硬度比輪帶外圓的平均硬度高20 HB以上，且托輪外圓最低硬度不低于輪帶外圓最高硬度；硬度配對(duì)的托輪和輪帶應(yīng)以同樣的匹配代號(hào)(英文大寫字母)標(biāo)記，庫存配對(duì)標(biāo)記不得重復(fù)，如標(biāo)記：Al，B1，Cl……和A2，B2，C2……。

4 總結(jié)

（1）通過對(duì)GB／T 32994--2016水泥工業(yè)用回轉(zhuǎn)窯國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)大齒圈、小齒輪、輪帶、托輪等主要零部件硬度要求的研究，分析出標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的硬度區(qū)域的代表性、要求的普遍實(shí)用性、界定基準(zhǔn)、取值等方面存在的問題。

（2）根據(jù)實(shí)際情況需要提出了實(shí)用性較強(qiáng)的硬度要求建議和防止配對(duì)混淆的硬度匹配標(biāo)記要求。

（3）對(duì)回轉(zhuǎn)窯主要零部件硬度要求的修改建議能為水泥工業(yè)用回轉(zhuǎn)窯標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施提供幫助，同時(shí)也可為標(biāo)準(zhǔn)的修改和修訂提供參考依據(jù)。

（4）所述回轉(zhuǎn)窯主要零部件硬度要求修改建議具有合理性和適用性。

來源：《蘇鵬飛集團(tuán)股份有限公司》

作者：李曉平，陳黎東，王復(fù)光，賁道春

中國水泥備件網(wǎng)微信公眾號(hào)（關(guān)注查詢更多資訊）

（本文來源網(wǎng)絡(luò)，若涉及版權(quán)問題，請(qǐng)作者來電或來函聯(lián)系！）