韓 強(qiáng)
(淄博齊翔騰達(dá)化工股份有限公司,255400,山東淄博)
減速機(jī)的工作原理就是降低轉(zhuǎn)速增大扭矩,減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備,把電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其他高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)減速機(jī)輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的,不同的設(shè)計(jì)及傳動(dòng)目的,減速機(jī)有不同的級(jí)數(shù)以達(dá)到不同的輸出轉(zhuǎn)速,大小齒輪的齒數(shù)之比,就是傳動(dòng)比[1]。
減速機(jī)按用途可分為通用減速機(jī)和專用減速機(jī)兩大類,兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同,型式也有很多種。20 世紀(jì)七八十年代,世界上減速機(jī)技術(shù)有了很大的發(fā)展,且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合[2]。
本文主要針對(duì)平行軸齒輪減速機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)和檢修進(jìn)行討論研究,其他型式的減速機(jī)與此也有較多相同之處。
(1)減速機(jī)內(nèi)部的核心部件是齒輪和滾動(dòng)軸承,要保證兩者的長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行,潤(rùn)滑是最重要的決定因素。減速機(jī)的潤(rùn)滑油一般選用中負(fù)荷或者重負(fù)荷工業(yè)齒輪油,根據(jù)減速機(jī)的負(fù)荷大小會(huì)有所差別,個(gè)別廠家也會(huì)有自己要求使用的專用潤(rùn)滑油。首次加油如果有條件應(yīng)先檢查油箱內(nèi)是否干凈可靠,盡可能進(jìn)行清理或者沖洗,雜質(zhì)或金屬粉末會(huì)加快軸承和齒輪的磨損。選擇合適的潤(rùn)滑油按照設(shè)計(jì)要求加至指定位置(油視鏡1/3~1/2,油尺標(biāo)記位置),后期定期加油或者更換按照“潤(rùn)滑油五定”要求嚴(yán)格執(zhí)行。減速機(jī)首次使用100~500 h(不同負(fù)荷和廠家有不同要求)應(yīng)進(jìn)行潤(rùn)滑油的更換,沖洗掉首次磨合下來(lái)的一些金屬粉末,后期根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行情況4 000~8 000 h 更換一次潤(rùn)滑油為宜,中途發(fā)現(xiàn)異常乳化或者污染情況,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換,并排除原因[3]。
日常每天對(duì)運(yùn)行的減速機(jī)進(jìn)行巡檢,記錄潤(rùn)滑油的溫度、油位、油質(zhì)是否正常。對(duì)于大型機(jī)組或者使用潤(rùn)滑油站油量較大的,應(yīng)每季度或者半年取油樣進(jìn)行化驗(yàn)分析黏度值和水值,確保潤(rùn)滑油的使用特性。
(2)日常維護(hù)時(shí)檢查軸承的溫度有無(wú)異常,并做好記錄,用聽診棒檢測(cè)軸承和齒輪有無(wú)異常聲音。
(3)檢查連接部件有無(wú)松動(dòng)和磨損現(xiàn)象。運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)定期檢查機(jī)體固定螺栓有無(wú)松動(dòng),松動(dòng)時(shí)應(yīng)及時(shí)緊固,防止惡化。輸入軸和輸出軸連接情況的檢查必須在停機(jī)后進(jìn)行,檢查連接螺栓是否松動(dòng)或者磨損,同時(shí)檢查膜片、對(duì)開式聯(lián)軸器鍵和鍵槽、彈性塊等,如有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理或更換,否則也會(huì)對(duì)減速機(jī)的正常運(yùn)行造成較大影響。
(4)檢查減速機(jī)油封和油路處是否有泄漏。油站式或者有外循環(huán)油路的減速機(jī),運(yùn)行過(guò)程中檢查發(fā)現(xiàn)油路法蘭有漏點(diǎn),需謹(jǐn)慎進(jìn)行緊固,避免出現(xiàn)呲裂跑油事故;軸封處密封一般使用骨架油封,油封泄漏需要停機(jī)后處理;減速機(jī)中分面或者軸承壓蓋處滲漏,一般為結(jié)合面處密封墊片或者密封膠失效導(dǎo)致,可在運(yùn)行中謹(jǐn)慎緊固,若緊固無(wú)效而且不具備停機(jī)條件的情況下可使用免墊片膠進(jìn)行簡(jiǎn)單處理,在運(yùn)轉(zhuǎn)中確保安全的情況下,先使用高效去油清洗劑將周圍的油污清洗干凈,盡可能保證干燥潔凈,將膠均勻涂抹在結(jié)合面縫隙,根據(jù)位置和自身結(jié)構(gòu)大小確定涂抹量,此方法可以解決輕微滲油問(wèn)題,泄漏量大或者位置不允許的情況只能停機(jī)更換相應(yīng)位置墊片或者重新涂密封膠修復(fù)。
機(jī)體振動(dòng)大的原因有很多,應(yīng)先排查潤(rùn)滑油是否缺少或者變質(zhì),因?yàn)闈?rùn)滑問(wèn)題也可能導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)振動(dòng)。檢查機(jī)體的固定螺栓是否存在松動(dòng)問(wèn)題,如有應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行緊固消除;在立式攪拌設(shè)備中,減速機(jī)振動(dòng)也可能是由攪拌問(wèn)題引起的,并非減速機(jī)本身原因,其他比如減速機(jī)支架、內(nèi)部攪拌槳葉、底部軸承、安裝水平度、支架設(shè)計(jì)強(qiáng)度等存在問(wèn)題,需要停機(jī)后逐一排查;內(nèi)部齒輪出現(xiàn)了問(wèn)題,如正常磨損間隙變大、點(diǎn)蝕、剝離、斷齒等,必須停機(jī)后修復(fù)或更換;軸承出現(xiàn)問(wèn)題,如滾動(dòng)體、滑道出現(xiàn)了磨損、麻點(diǎn)、剝落、保持架裂紋斷裂等,可能同時(shí)伴隨異響,需停機(jī)后檢查、更換,同時(shí)檢查給軸承潤(rùn)滑的油路是否通暢;連接件出現(xiàn)問(wèn)題,比如輸入或輸出連接部件損壞導(dǎo)致機(jī)體振動(dòng),對(duì)外部螺栓、膜片、彈性塊、靠背輪等的檢查,可在不停機(jī)的情況下使用頻閃儀進(jìn)行檢查,對(duì)內(nèi)部軸、鍵、鍵槽等需停機(jī)后檢查,如有問(wèn)題要更換部件消除;輸入端或輸出端對(duì)中不良,可在停機(jī)后打表復(fù)測(cè)進(jìn)行調(diào)整消除;主動(dòng)機(jī)振動(dòng)大引起減速機(jī)振動(dòng),相應(yīng)對(duì)主動(dòng)機(jī)的振動(dòng)故障進(jìn)行消除;工藝生產(chǎn)負(fù)荷不穩(wěn)或者超負(fù)荷運(yùn)行也可能導(dǎo)致機(jī)體振動(dòng),此時(shí)應(yīng)調(diào)整負(fù)荷進(jìn)行消除。
異響和振動(dòng)往往伴隨發(fā)生,原因和處理方法也大部分相同,應(yīng)先排查潤(rùn)滑油是否缺少或者變質(zhì),可使用聽診棒或者電子聽診儀進(jìn)行位置和部件排查,以檢查確定異響來(lái)源。齒輪故障可能是磨損間隙變大、輪齒出現(xiàn)問(wèn)題,需在停機(jī)后進(jìn)行處理消除;軸承故障也需停機(jī)后檢查、更換進(jìn)行消除;輸入或輸出連接部件損壞導(dǎo)致異響,處理方法同振動(dòng)問(wèn)題的處理;工藝生產(chǎn)負(fù)荷不穩(wěn)或者超負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致異響,此時(shí)應(yīng)調(diào)整負(fù)荷進(jìn)行消除;其他部位傳過(guò)來(lái)的異響視情況排查。
檢查潤(rùn)滑油是否缺少或者變質(zhì),進(jìn)行補(bǔ)油或者更換;潤(rùn)滑油牌號(hào)使用錯(cuò)誤,應(yīng)進(jìn)行更換;軸承或者齒輪出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致油溫升高;超負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致油溫過(guò)高,此時(shí)應(yīng)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整消除;減速機(jī)設(shè)計(jì)、制造、選型有問(wèn)題。
若生產(chǎn)原因必須堅(jiān)持運(yùn)行不能停機(jī)處理,或者其他原因不能執(zhí)行以上措施的,可采取外部強(qiáng)制冷卻降溫措施,如接外部風(fēng)機(jī)、加臨時(shí)冷卻盤管、工業(yè)風(fēng)直吹等對(duì)機(jī)體冷卻降溫。
泄漏問(wèn)題消除同1(4)所述。
國(guó)標(biāo)對(duì)齒輪減速機(jī)的大修有統(tǒng)一規(guī)范的檢修規(guī)程,間隙調(diào)整及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都有要求。下面列舉某化工廠一臺(tái)臥式單級(jí)平行軸減速機(jī)的檢修過(guò)程和方法。因?yàn)檫_(dá)到檢修標(biāo)準(zhǔn)要求的檢修方法有很多,通過(guò)多次的檢修過(guò)程不斷地改進(jìn)措施,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷接近和達(dá)到安全、便捷、高效、精準(zhǔn)、可靠的最高檢修目標(biāo)。
該減速機(jī)傳動(dòng)比為5.35,輸出轉(zhuǎn)速140~280 r/min,主機(jī)功率800 kW。巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)體振動(dòng)值逐漸增大,從原來(lái)的1.5 mm/s 增長(zhǎng)至6 mm/s,伴隨機(jī)體異響逐漸增大,從外部逐一排查,均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,于是停機(jī)進(jìn)行了大修處理。
拆解過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,將輸入端和輸出端全部斷開,機(jī)體頂部的油路管線逐一拆除,拆掉兩側(cè)的軸承壓蓋及輸出端的連接短節(jié),為打開減速機(jī)上蓋作準(zhǔn)備。一切準(zhǔn)備工作完成以后,松開全部機(jī)殼螺栓,利用頂絲緩慢將上下殼體分開,再次確認(rèn)是否還有未松開的螺栓或卡住的地方,避免機(jī)殼出現(xiàn)不必要的損壞。
(1)檢查各部件的使用情況。
a)檢查發(fā)現(xiàn)低速軸軸承29464E 損傷嚴(yán)重,部分滾子點(diǎn)蝕、剝落現(xiàn)象嚴(yán)重,底部機(jī)殼位置有磨損的金屬屑,此問(wèn)題應(yīng)該是導(dǎo)致振動(dòng)逐漸增大的主要原因,需要更換。經(jīng)檢查油路沒(méi)有出現(xiàn)堵塞情況,排除潤(rùn)滑不足原因。該軸承為主推力軸承,生產(chǎn)中有時(shí)間歇式開停機(jī),運(yùn)行時(shí)負(fù)荷存在不穩(wěn)定的情況,軸向沖擊力比較大,加之使用周期較長(zhǎng),導(dǎo)致滾子磨損剝離;其他5 盤軸承不同程度地磨損,考慮運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng),此次全部更換。
b)齒輪拆卸前應(yīng)在一對(duì)嚙合齒位置做好標(biāo)記,回裝時(shí)按原位置回裝。檢查一對(duì)齒輪表面無(wú)明顯損傷,輕微磨損,拆解前已經(jīng)復(fù)測(cè)了嚙合間隙在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi),齒輪不必更換;若出現(xiàn)嚙合間隙超標(biāo)或者點(diǎn)蝕、剝離、斷齒等問(wèn)題,應(yīng)更換齒輪。
c)機(jī)殼部分檢查中分面未見損傷,對(duì)上、下機(jī)殼的結(jié)合面,在未緊固螺栓時(shí),用0.05 mm 塞尺檢查剖分面接觸的密封性,塞尺塞入深度不大于剖分面的1/2。如達(dá)不到要求,可用著色法檢查研磨。該減速機(jī)運(yùn)行時(shí)無(wú)漏油現(xiàn)象,對(duì)使用的密封膠密封清理干凈后不進(jìn)行其他處理;機(jī)殼各軸承位置無(wú)磨損,軸承外圈無(wú)跑圈現(xiàn)象,不需要做處理;如果中分面存在漏油應(yīng)檢查是否存在細(xì)微的損傷,損傷可采用電鍍方法進(jìn)行修復(fù)。
d)輸入輸出側(cè)油封運(yùn)行時(shí)有滲油問(wèn)題,本次大修時(shí)對(duì)使用的骨架油封進(jìn)行更換,油封處軸頸輕微磨損,本次不需要修復(fù)軸。
e)各處軸承均在頂部有各自的油管進(jìn)行油泵強(qiáng)制潤(rùn)滑,使用氣源仔細(xì)檢查油管是否通暢,均無(wú)問(wèn)題,各軸承不存在潤(rùn)滑不足情況。
(2)檢查好各部件使用情況后,確定好更換方案,人員分組進(jìn)行各部件的清理和清洗工作,清理要仔細(xì)徹底。由于低速軸結(jié)構(gòu)原因,更換軸承需要將齒輪拆掉才能取下24060cc/w3 和29464E 軸承,因此拆裝齒輪需要使用壓力機(jī),熱裝齒輪時(shí)注意加熱溫度不宜超過(guò)350 ℃;軸承備件確認(rèn)好型號(hào)是否正確,外觀應(yīng)無(wú)損傷、銹蝕、麻點(diǎn)、變形松曠等缺陷,采用熱裝法,加熱溫度不高于120 ℃。
(3)減速箱底部及各軸承位置清理后用面粘干凈,將高低速軸平穩(wěn)吊至箱體內(nèi),注意齒輪標(biāo)記對(duì)齊,檢查各軸承位置是否到位。
(4)高低速軸都安裝到位以后,需要進(jìn)行齒輪嚙合間隙、齒面接觸面積檢查和低速軸軸向竄量測(cè)量。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,需要將減速箱上蓋扣上緊固,使高低速軸處于工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量,并安裝好兩側(cè)軸承壓蓋。
(5)測(cè)量低速軸軸承軸向竄量。先制作兩個(gè)頂軸用的工裝,用兩個(gè)100 的槽鋼焊接起來(lái),槽鋼強(qiáng)度要夠,不能出現(xiàn)受力形變?cè)斐蓽y(cè)量誤差,中間能夠插入M24 的絲桿(可根據(jù)實(shí)際螺栓孔大小選擇),擰在兩側(cè)箱體螺栓孔內(nèi),用于固定工裝。用長(zhǎng)絲桿分別將工裝固定在輸入和輸出端,并在兩側(cè)的軸頭端面打上百分表。從輸入端用小千斤頂將軸頂?shù)捷敵龆藰O限位置,以百分表第一次的極限讀數(shù)為準(zhǔn),力量不要過(guò)大,力量過(guò)大可能導(dǎo)致軸承出現(xiàn)形變。此時(shí)將輸出端的百分表調(diào)零,松開輸入端千斤頂,表數(shù)會(huì)向負(fù)值走10 道左右,不需要調(diào)零,再?gòu)妮敵龆讼蜉斎攵隧斴S,同樣力度頂至極限位置,此時(shí)百分值數(shù)即為總軸向竄量。(測(cè)量時(shí)先從哪側(cè)頂都可以,測(cè)量出的竄量值是一樣的,注意掌握好頂軸的力度,過(guò)大會(huì)出現(xiàn)偏差)為確保測(cè)量的準(zhǔn)確性,可復(fù)測(cè)幾次,最終測(cè)量軸竄量為30 道,符合要求。如果箱體或者軸的軸向出現(xiàn)磨損,可能會(huì)導(dǎo)致總竄量改變,可以在輸出端軸承壓蓋處增加墊片進(jìn)行調(diào)整(如圖1 所示)。
(6)測(cè)量齒輪嚙合間隙。測(cè)量方法常用壓鉛法和打表法,本次使用壓鉛法測(cè)量。上蓋頂部有檢查視窗,可以從此位置進(jìn)行測(cè)量。由于齒輪較厚,沿齒寬兩端平行放置3 條鉛絲,鉛絲不宜超過(guò)最小側(cè)隙的4 倍。鉛絲被擠壓后最厚處的值為頂間隙,相鄰兩最薄處的值之和為側(cè)間隙。測(cè)量3 條鉛絲嚙合間隙平均值為23 道,符合要求。
(7)檢查齒輪接觸面積和接觸部位。接觸部位與接觸面積是相互關(guān)聯(lián)的,接觸部位正確與否也反映了兩嚙合齒輪的相互位置的誤差,使用涂色法檢查斑點(diǎn)的情況。
(8)做好齒輪和軸承的檢查和測(cè)量并合格后,回裝各處進(jìn)回油管路,檢修完成。
(9)試車開機(jī)。先開啟潤(rùn)滑油站,檢查油路是否有漏點(diǎn),油壓和流量穩(wěn)定后,開啟減速機(jī),測(cè)量振動(dòng)值最大在1 mm/s,運(yùn)行平穩(wěn)。
本文主要對(duì)齒輪減速機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)方面進(jìn)行了總結(jié),結(jié)合設(shè)備運(yùn)行中遇到的常見故障及采取的處理措施進(jìn)行了舉例,同時(shí)對(duì)一臺(tái)臥式平行軸減速機(jī)的檢修過(guò)程及方法進(jìn)行了分享和總結(jié)。隨著科技的不斷發(fā)展,減速機(jī)加工精度越來(lái)越高,制造材料性能越來(lái)越優(yōu)異,修復(fù)方法越來(lái)越多樣化,使用壽命越來(lái)越長(zhǎng)。在生產(chǎn)中做好減速機(jī)的日常維護(hù)非常重要,勤檢查、多保養(yǎng),可以使減速機(jī)處于良好的運(yùn)行狀態(tài),也可以延長(zhǎng)使用壽命。對(duì)故障的準(zhǔn)確判斷和合理有效的處理,對(duì)于穩(wěn)定生產(chǎn)、保障效益至關(guān)重要,因此還需要在日常工作中不斷地總結(jié)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)和檢修技巧。