采煤机大齿轮的激光熔覆再制造关键技术研究

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1、硕士学位论文采煤机大齿轮的激光熔覆再制造关键技术研究RESEARCHONLASERCLADDINGREMANUFACTURECRITICALTECHNOLOGYOFTHEBULLGEARINCOALCUTTER陈曦哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TH16,TN911学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文采煤机大齿轮的激光熔覆再制造关键技术研究(学术型)硕士研究生：陈曦导师：周亮教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔

2、滨工业大学ClassifiedIndex:TH16,TN911U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONLASERCLADDINGREMANUFACTURECRITICALTECHNOLOGYOFTHEBULLGEARINCOALCUTTER(Academic)Candidate：ChenXiSupervisor：Prof.ZhouLiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialit

3、y：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着国家工业可持续发展深入，再制造技术逐渐成为“循环经济”的重要实现形式，是国家战略型新兴产业的重要组成部分。其重要的实现方式是利用激光熔覆进行废旧翻新的激光熔覆再制造先进技术

4、。采煤机大齿轮是矿山机械的主要易损件之一，利用再制造技术进行齿轮修复可以有效降低采煤机的使用成本。因此，对采煤机大齿轮进行修复再制造技术进行研究成为必要。齿轮修复技术一直是工程机械领域中的一个难题，传统修复工艺以涂镀、焊接为主。国内外对激光熔覆技术及激光熔覆成型技术研究较多，对于小尺寸零件的小厚度修复研究技术也相对成熟，但是对激光熔覆技术应用于齿轮修复的报道较少。关于激光熔覆温度场数值模拟的的研究虽然很多，也获得一定的成果，但关于模拟结果与试验相结合的研究相对较少。本文以采煤机大齿轮为主要应用对象，研究其激光熔覆再制造关键技术

5、。以激光熔覆修复目标出发，建立采煤机大齿轮激光熔覆再制造的总体技术实施路线，基于ADAMS动力学仿真探究采煤机大齿轮的主要失效原因，分析并选择了激光熔覆材料；基于Beer-Lambert定律，建立激光熔覆过程的稀释率计算模型，预测了齿轮及熔覆材料在指定工艺条件下进行单道熔覆试验的熔覆层稀释率，并完成其横截面积、熔池面积与稀释率模型的试验验证；基于ANSYS建立了大齿轮激光熔覆过程温度场数值模型，分析并总结了温度分布受工艺参数的影响规律，预测了熔池的轮廓尺寸、热影响区形状等情况，通过试验验证温度场分布模型；建立了采煤机大齿轮激光

6、熔覆再制造环境，进行了激光熔覆工艺参数优化试验，获得采煤机大齿轮激光熔覆再制造工艺窗口，分析了工艺参数对激光熔覆成型精度的影响，确定了采煤机大齿轮激光熔覆再制造工艺参数，完成采煤机大齿轮破损部位的模型修复，并完成其耐磨性及硬度检测。最终，本文通过理论研究、仿真分析及试验验证，完成了采煤机大齿轮激光熔覆再制造的工艺研究，通过对其样件的质量检测，其表面硬度及耐磨性能均达到了修复指标要求。关键词：激光熔覆；再制造；大齿轮；温度场；稀释率-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAlongwiththedevelopment

7、ofthenationindustry,remanufacturingtechnologyhasattractedmoreandmoreattention,whichplaysanimportantroleincycliceconomyandasignificantcompositioninthenationalstrategicemergingindustries.Remanufacturingbasedonlasercladdingisanadvancedmanufacturetechnology.Thebullgeari

8、ncoalcutterisaquick-wearpartcausedbyadverseworkingenvironment,whosemaintenancecostcanbedecreasedbylasercladding.Therefore,itisnecessarytor