熔體泵是聚苯乙烯樹(shù)脂生產(chǎn)線(xiàn)上的關(guān)鍵設(shè)備，隨著設(shè)備載荷增加，某公司多套原進(jìn)口的熔體泵泵軸發(fā)生斷裂，而且所有的泵軸軸頸己嚴(yán)重磨損。為了節(jié)約費(fèi)用，利用原齒輪在不加粗泵軸直徑條件下，通過(guò)減少泵軸的內(nèi)應(yīng)力、提高泵軸的高溫機(jī)械性能和減少泵軸的摩擦力三方面對(duì)泵軸進(jìn)行改造，來(lái)提升熔體泵的泵軸使用壽命。

人字形齒輪與泵軸的形式如圖1所示。為使熔體泵在重負(fù)載的工況下軸向力平衡，運(yùn)行平穩(wěn)，佳的結(jié)構(gòu)是將齒輪做成人字形。目前，加工人字形齒輪及泵軸的做法是分別加工兩個(gè)斜齒輪及一根泵軸，利用齒輪輪毅與泵軸的過(guò)盈靜配合，將兩個(gè)斜齒輪加熱至300℃后裝入泵軸的特定位置，利用齒輪毅的熱收縮聯(lián)接成人字形齒輪組件。

選擇合適的泵軸軸頸與兩個(gè)斜齒輪組合后為人字形齒輪)輪毅間相互靜配合的過(guò)盈量是質(zhì)量的關(guān)鍵。由使用經(jīng)驗(yàn)知，若過(guò)盈量不夠，會(huì)產(chǎn)生泵軸與人字形齒輪之間的軸向竄動(dòng)故障;若過(guò)盈量太大，則造成泵軸的配合軸頸和齒輪輪毅兩者間內(nèi)應(yīng)力過(guò)大而在結(jié)合面產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致受力表面產(chǎn)生裂紋及裂紋擴(kuò)張，影響泵軸的壽命。

為保證高溫下的機(jī)械性能穩(wěn)定性，選擇了經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理的38CrMoAl鍛鋼作為泵軸的材料，機(jī)加工后經(jīng)鹽浴軟氮化表面處理，改善耐磨及耐疲勞性，提高其可靠性。

熔體泵的泵軸兩端軸頸與滑動(dòng)軸承的形式如圖1。若泵軸兩端軸頸與滑動(dòng)軸承的配合偏緊，會(huì)引起泵軸潤(rùn)滑不良從而產(chǎn)生摩擦力過(guò)大，導(dǎo)致其滑動(dòng)軸承壽命短和泵軸斷裂的故障;反之，若該配合偏松，滑動(dòng)軸承的壽命也很短，軸承的破壞也會(huì)影響泵軸的壽命及耐磨性。這是因?yàn)樵摫貌捎盟斔偷乃芰辖橘|(zhì)作為潤(rùn)滑劑來(lái)潤(rùn)滑泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，塑料在溶化溫度下具有一定的粘度及潤(rùn)滑性，而滑動(dòng)軸承和泵軸兩端軸頸的壽命取決于塑料所形成的良好的潤(rùn)滑膜，而要形成較好的潤(rùn)滑油膜，其配合公差值大小應(yīng)考慮潤(rùn)滑劑的粘度及泵軸的載荷值。