直交弧齿锥齿轮减速机修复的尝试

发布时间：2024-01-17

吴新甫

随着水泥生产设备大型化，为保证物料提升设备的可靠性和减少传动系统所占用空间，提升机配置的减速机目前普遍选用直交圆柱齿轮减速机，如大型板链提升机、生料入窑提升机上，而且一般选用进口减速机，这类减速机造价昂贵，一旦发生故障，减速机制造厂家又往往要求整机拆卸下来，返厂维修，整个修理加上往返运输时间一般需要15～20d。如果减速机在水泥生产旺季时发生故障，对正常生产影响很大。2014年10月正值水泥生产旺季，SJ公司生料工段NSE1000提升机减速机发生故障，为了尽量减少故障对生产的影响，我们尝试对该减速机进行现场修复，并获得成功，避免了故障对生产经营造成重大的损失。

1　减速机故障现象及部位

NSE1000-28m提升机技术参数：输送能力为850t/h（1000t/h）,输送高度为28.5m，电动机功率为132kW，减速机型号为B3HH14D-90 (带载辅传18.5kW)，减速机品牌为FLENDER（弗兰德）。

减速机在正常带载运行时声音异常，出现有节奏、低沉的啸叫声。减速机壳体明显温度高，用红外线测温枪测量，壳体表面温度达到58～65℃。停机拆开减速机检视孔发现，减速机一级锥齿轮啮合异常，表现为：在小锥齿轮工作面上出现明显压伤和轻微的点蚀现象。仅仅运行12d，重新开检视孔检查，减速机一级圆锥齿轮齿面出现明显剥落、崩齿现象，减速机已处于非常危险的工作状态。经过详细检查，二级斜齿轮副、三级斜齿轮副工作面正常，没有损坏现象。故障刚发生时及运行12d后的照片见图1。

图1 故障发生时及带病运行12d后的照片

2　故障初步判断及对策

从2011年投产以来，该减速机一直正常运行，从目前检查情况看，减速机一级啮合齿轮副或轴承已经产生了严重故障 。减速机必须检修，否则，整台减速机面临报废的风险。由于正处于水泥销售旺季，为保证维修质量，减速机制造厂一再要求返厂大修，如果返厂大修，停机时间需要12d。经过研究讨论，为尽量减少故障对生产的影响，且我公司有维修国产同类型减速机的经验，故决定尝试修复该减速机。减速机传动结构示意见图2。

图2 减速机结构示意

1.圆锥滚子轴承；2.调心滚子轴承

3　维修方案的确定

减速机与提升机主轴连接方式为：减速机输出空心轴套挂在提升机头轮主轴上。减速机箱体为上下剖分式，在维修过程中，可方便拆下减速机箱体上盖。

维修难点有两个：

1）经过查阅资料可知，该减速机一级齿轮为格利森制弧齿锥齿轮传动，如何调整好这对齿轮副正确啮合是检修的关键点。据了解，某公司同类型减速机因检修不当，减速机检修后运行仅20d,这对齿轮副就报废了。为此，我们查阅资料和咨询有关专家，得出该齿轮副调整的要求是：一级齿轴轴向窜动量：0.01～0.035mm，两圆锥齿轮齿侧间隙为：0.03～0.05mm，在轻载情况下，两圆锥齿轮接触区的长度约为齿宽的一半，接触区位于齿宽中间，稍靠近齿轮小端位置。在小齿轮齿上，接触区应稍微靠近齿顶，在大圆锥齿轮上，接触区应稍微靠近齿根。

2）减速机齿轮副调整结束后，要求手动盘车，整个减速机应灵活运行。由于该减速机输出轴是套挂在提升机驱动主轴上，检修后，因提升机链条、链斗自重很大，如果手动盘车，会非常困难，即使通过辅传盘动减速机转动，也无法确定减速机是否转动灵活。经过讨论，有两种维修方案。

第一种维修方案为：将整个减速机从提升机主轴上拆下来维修，虽然解决了手动盘车问题，但这个维修方案会大大延长维修时间，很有可能影响到窑连续运行。

第二种维修方案为：减速机开箱后，临时将三级齿轴轴系吊出箱体，先调整好一、二级圆锥齿轮副符合啮合要求后，然后回装三级齿轴轴系，一、二、三级轴系全部重装后，根据二、三级斜齿轮接触情况，对三级齿轮轴进行必要调整，符合一般斜齿轮接触要求。经过研究讨论，确定采用第二种维修方案。

4　维修配件、工具准备及方案实施

根据该减速机故障发展状况，我们积极和设备制造厂专家沟通，根据专家意见准备好维修所需配件：小圆锥齿轮轴系、轴承、油封；调整一级齿轴轴承、二级齿轴轴承所需各种厚度薄钢垫片（0.02mm厚、0.05mm厚、0.10mm厚）、百分表、红丹粉。现场解体减速机所需的千斤顶、手拉葫芦、撬棍等。

1）维修备件采购到位后，保持生料均化库处于满库状态，计划生料磨停机20h,维修减速机。

2）在拆卸减速机过程中，发现二级齿轴两圆锥滚子轴承的滚子、滚道磨损严重，是减速机产生故障的根本原因，更换二级齿轴两圆锥滚子。

3）调整弧齿锥齿轮副过程：先把一级高速齿轴装入箱体，通过调整轴上螺母及垫片，调整其轴向窜动量为0.03mm﹔然后装入二级大锥齿轮，通过调整二级齿轴两圆锥滚子两侧的薄垫片来调整大、小锥齿轮的啮合状态。在不盖减速机上盖的情况下，一级齿轴、二级齿轴的轴承端盖要临时装在下箱体上，方便轴承调整。齿侧间隙的检查：固定好一级高速齿轴，然后在适当位置安装一只百分表，转动大锥齿轮，检查齿侧间隙。齿侧间隙基本合格后，在小锥齿轮工作面上涂上红丹油，转动大、小锥齿轮，检查齿面接触情况。调整结束后，手动盘车，大、小锥齿轮应正、反运转自如。

4）调整后锥齿轮副啮合参数：一级齿轴轴向窜动量：0.02mm，两圆锥齿轮齿侧间隙为：0.05mm。齿面接触情况：两圆锥齿轮接触区的长度约为齿宽70%，接触区位于齿宽中间略靠小端位置。

5）在不装三级齿轴的情况下，盖上减速机上盖，把紧减速机上、下盖（装一半连接螺栓）轴承端盖，手动正反转动锥齿轮副，用着色法检查齿面接触情况，同时锥齿轮副应转动非常灵活，无任何阻滞现象。

6）重新拆下上盖回装三级齿轴系，然后按通用检修规范，将减速机全部组装好,整个维修时间为16h，比计划时间缩短了4h。

5　减速机试车及运行

1）减速机检修结束后，按规定加好润滑油，即进行提升机空车试运行，试运行时间1h,检查减速机振动值、噪音、温升均正常。随即提升机投入正常生产。

2）由于是一对新弧齿锥齿轮工作，为了让新齿轮进行跑合，生料辊压机投料量由正常的290t/h左右降为260t/h，减速机在带载运行的情况下，低沉的啸叫声消失，减速机壳体温度为48～50℃。

3）正常生产8d后，开减速机检视孔检查，减速机各齿轮啮合正常，因此，生料辊压机投料量恢复到290t/h。

4）在随后的生产过程中，遇生料满库，要求开检视孔检查减速机运行情况，运行30d后，锥齿轮副啮合情况见图3。

图3 运行30d后圆锥齿轮副照片

6　结束语

经过近1年的连续生产运行，减速机处于正常运行状态(为确保该减速机正常运行，2015年9月停产期间，该减速机返厂进行保养性维修)。这次减速机事故的处理，避免了公司大的经济损失，提高了应对设备突发事故的能力，对降低生产成本有积极作用。

来源：《水泥》

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