Page 93 - 《橡塑技术与装备》2025年10期

工艺与设备
PROCESS AND EQUIPMENTS

大型同向平行双螺杆挤出机齿轮箱细长

花键轴加工工艺研究

周卫东，袁爱仁，张迎冲，李庆东
( 南京高精齿轮集团有限公司，江苏 南京 211103)

摘要 ： 近年来，随着中国制造业实力的提升，国产化大型挤压造粒机组已经在石化行业广泛使用。作为大型挤压造粒机组设
计制造的最大难点，传动系统齿轮箱性能的优劣，已经成为限制该类机组性能提升的瓶颈。因此，其中核心部件——细长花键轴
制造工艺的优化在整个齿轮箱制造中成为重点和难点。本文以齿轮箱细长花键轴为研究对象，从材料、热处理、机加工等方面，
对细长花键轴整套加工工艺进行研究，旨在降低其变形风险并提高其加工效率，保证加工质量。相关成果对大型高扭矩挤压造粒
机组齿轮箱研制具有重要意义。
关键词 ： 细长花键轴 ；变形 ；材料 ；热处理 ；机加工
中图分类号 ： TQ330.67 文章编号 ： 1009-797X(2025)10-0041-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.10.009

细长花键轴是大型挤压造粒机组齿轮箱中传递扭 仅 190 mm，零件两端均为花键，花键齿部需氮化处理。
矩的关键零部件，其加工精度和表面质量直接影响到 经对图纸评审，该零件的加工难点有 ：
齿轮箱的运行状态及使用寿命 [1] 。随着该类齿轮箱制 （1）材料性能要求高 ：氢元素含量、氧元素含量、
造技术的发展及其性能要求的进一步提高，对细长花 超声波探伤要求、非金属夹杂物、晶粒度要求级别均
键轴的加工工艺提出了更高的挑战。对于长径比超大 严于一般锻件 ；抗拉强度、屈服强度等机械性能要求
的细长花键轴来说，其加工难度更大 [2] 。本文介绍了 高。
一种长径比大于 18 的细长花键轴的整体加工工艺，从 （2）零件为细长轴，长径比大于 18，调质热处理
材料、热处理、机加工等多方面进行探究，旨在降低 过程、车削与磨削机加工过程中极易发生变形。
其变形风险并提高其加工效率，保证加工质量。 （3）零件超长，近 3 500 mm，超出常规磨齿机
的加工行程，导致花键磨削工序无法进行。
1 细长花键轴加工难点分析
图 1 是大型挤压造粒机齿轮箱的轴系布局方案， 2 加工难点的解决方案
如图 1 所示，功率从输入轴输入后通过齿轮啮合将功 2.1 材料准备
率传递给长输出轴输出，长输出轴同时通过分合流轴 由于材料各项性能要求高，普通的材料冶炼工艺
系将功率分配给短输出轴。显然，细长花键轴在齿轮 无法满足，材料冶炼时需使用电渣重熔工艺。电渣重
箱工作过程中始终承受着 1/2 的功率的扭矩。然而由 熔是一种可以有效降低较大夹杂物、显著提高材料纯
于造粒机齿轮箱螺杆中心距的限制，导致细长花键轴 净度的冶炼方法，该方法是将普通冶炼的电极坯料经
的直径只能选取相对较小的值，即其需要在有限的截 过保护气氛电渣炉再次进行重熔，能有效降低大尺寸
面下承受很大的扭矩（＞ 350 kN . m）与轴向力（＞
2 000 kN）。因此，为了满足齿轮箱如此高的性能参数 作者简介 ：周卫东（1985-），男，本科，工程师，工艺技
要求，细长花键轴的加工质量显得尤为重要。 术高级经理，主要从事齿轮箱零部件加工制造的研究工作，为
公司齿轮箱降本、大型零件关门加工、工业大型非标类工艺体
该细长花键轴的零件简图如图 2 所示，其材料为
系建立、工业大型非标类数字化创新及推广作出了贡献。
CrNiMo 合金钢，零件总长近 3 500 mm，直径最小处 项目编号 ： 工信部高质量发展专项项目（TC220A04W-4）

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