减速器常见故障及排除方法

矿用减速器常见故障分析及排除方法 中图分类号 TD4 摘要摘要 减速机是一种动力传达机构 利用齿轮的速度转换器 将电机 马达 的回 转数减速到所要的回转数 并得到较大转矩的机构 改革开放以来 中国引进一批先进加工装备 通过引进 消化 吸收国外先 进技术和科研攻关 逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术 材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高 通用圆柱齿轮的制造精度可从 JB179 60 的 8 9 级提高到 GB10095 88 的 6 级 高速齿轮的制造精度可稳定 在 4 5 级 部分减速器采用硬齿面后 体积和质量明显减小 承载能力 使用 寿命 传动效率有了较大的提高 对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用 减速器的发展趋势 高水平 高性能 圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火 磨齿 承载能力提高 4 倍以 上 体积小 重量轻 噪声低 效率高 可靠性高 积木式组合设计 基本参数采用优先数 尺寸规格整齐 零件通用性和互换 性强 系列容易扩充和花样翻新 利于组织批量生产和降低成本 型式多样化 变型设计多 摆脱了传统的单一的底座安装方式 增添了空心 轴悬挂式 浮动支承底座 电动机与减速器一体式联接 多方位安装面等不同型 式 扩大使用范围 针对减速机的保养维护进行探索总结 从多方面入手对减速器可能出显得故 障进行分析 对出现的故障进行分析诊断并提出解决排除的方法 关键词关键词 减速机 漏油 齿轮 故障 专科毕业设计 论文 文 矿用减速器常见故障分析及排除方法 矿用减速器常见故障分析及排除方法 目目 录录 前言 1 第一章 减速器的工作原理 3 1 1 减速器的分类及特点 3 1 1 1 蜗轮蜗杆减速机 3 1 1 2 行星减速机 3 1 1 3 齿轮减速机 3 1 1 4 摆线针轮减速机 3 1 2 减速器的结构分类及作用 4 1 3 齿轮 螺纹及标准件的测量及计算方法 4 1 3 1 标准直齿圆柱齿轮测绘方法和步骤 5 1 3 2 测绘螺纹方法 5 1 3 3 标准件的测量 6 1 3 4 扭力计算 6 1 3 5 热平衡校核 8 第二章 减速器的构造与设计 11 2 1 减速器的技术要求 11 2 2 减速器的设计要求 12 第三章 减速机的维护保养 14 3 1 概述 14 3 1 1 使用注意 14 3 1 2 减速机的润滑及保养 14 3 2 NGW102 11 型减速器维护保养 15 3 2 1 安装和调整安装 15 3 2 2 安装事项 15 3 2 3 使用和维护 16 3 2 4 润滑 16 第四章 减速器常见故障分析与排除措施 18 4 1 减速器漏油 18 4 1 1 原因分析 减速机漏油的原因分析 18 4 1 2 治理减速机漏油的对策 19 4 2 减速器油温过高 20 4 3 减速器振动大 21 4 4 轴承碎裂 21 矿用减速器常见故障分析及排除方法 4 5 减速器有异响 21 4 6 齿轮损坏 22 4 6 1 断齿 22 4 6 2 齿轮点蚀与剥落 22 4 6 3 齿轮磨损 23 4 7 减速机串轴 23 结论 25 参考文献 26 致谢 27 矿用减速器常见故障分析及排除方法 1 前言前言 减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用 在现代机械中应用极为广泛 减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大 类 两者的设计 制造和使用特点各不相同 自 20 世纪 60 年代以来 中国先后制订了 JB1130 70 圆柱齿轮减速器 等一批通用减速器的标准 除主机厂自制配套使用外 还形成了一批减速器专业 生产厂 目前 全国生产减速器的企业有数百家 年产通用减速器 25 万台左右 对发展中国的机械产品作出了贡献 20 世纪 60 年代的减速器大多是参照苏联 20 世纪 40 50 年代的技术制造的 后来虽有所发展 但限于当时的设计 工艺水平及装备条件 其总体水平与国际 水平有较大差距 改革开放以来 中国引进一批先进加工装备 通过引进 消化 吸收国外先 进技术和科研攻关 逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术 材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高 通用圆柱齿轮的制造精度可从 JB179 60 的 8 9 级提高到 GB10095 88 的 6 级 高速齿轮的制造精度可稳定 在 4 5 级 部分减速器采用硬齿面后 体积和质量明显减小 承载能力 使用 寿命 传动效率有了较大的提高 对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用 中国自行设计制造的高速齿轮减 增 速器的功率已达 42000kW 齿轮圆周 速度达 150m s 以上 但是 中国大多数减速器的技术水平还不高 老产品不可 能立即被取代 新老产品并存过渡会经历一段较长的时间 20 世纪 70 80 年代 世界上减速器技术有了很大的发展 且与新技术革命的发展紧密结合 其主要类 型 齿轮减速器 蜗杆减速器 齿轮 蜗杆减速器 行星齿轮减速器 减速器的发展趋势 1 高水平 高性能 圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火 磨齿 承载能力提高 4 倍以上 体积小 重量轻 噪声低 效率高 可靠性高 2 积木式组合设计 基本参数采用优先数 尺寸规格整齐 零件通用性和 互换性强 系列容易扩充和花样翻新 利于组织批量生产和降低成本 3 型式多样化 变型设计多 摆脱了传统的单一的底座安装方式 增添了 空心轴悬挂式 浮动支承底座 电动机与减速器一体式联接 多方位安装面等不 矿用减速器常见故障分析及排除方法 2 同型式 扩大使用范围 促使减速器水平提高的主要因素有 理论知识的日趋完善 更接近实际 如齿轮强度计算方法 修形技术 变形计算 优化设计方法 齿根圆滑过渡 新结构等 采用好的材料 普遍采用各种优质合金钢锻件 材料和热处理质 量控制水平提高 结构设计更合理 加工精度提高到 ISO5 6 级 轴 承质量和寿命提高 润滑油质量提高 1 该论文形象全面的介绍了矿用减速器的分类 作用 特点 技术要求 测量 及计算 以及常见的故障的分析及排除 以例题分析的形式讲述了矿用减速机的 日常维护及注意事项 使问题更加简单明了 深入浅出的分析问题 矿用减速器常见故障分析及排除方法 3 第第 1 1 章章 减速器的工作原理减速器的工作原理 1 1减减速速器器的的分分类类及及特特点点 减速器的种类繁多 型号各异 不同种类有不同的用途 减速器的种类繁多 按照传动类型可分为齿轮减速器 蜗杆减速器和行星齿轮减速器 按照传动级数 不同可分为单级和多级减速器 按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器 圆锥齿轮 减速器和圆锥 圆柱齿轮减速器 按照传动的布置形式又可分为展开式 分流式 和同轴式减速器 2 以下是常用的减速机分类 1 1 1蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆减减速速机机 蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能 可以有较大的减速比 输 入轴和输出轴不在同一轴线上 也不在同一平面上 但是一般体积较大 传动效 率不高 精度不高 谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传 递运动和动力的 体积不大 精度很高 但缺点是柔轮寿命有限 不耐冲击 刚 性与金属件相比较差 输入转速不能太高 1 1 21 1 2 行星减速机行星减速机 行星减速机其优点是 结构比较紧凑 回程间隙小 精度较高 使用寿命很 长 额定输出扭矩可以做的很大 但价格略贵 齿轮减速机具有体积小 传递扭 矩大的特点 1 1 31 1 3 齿轮减速机齿轮减速机 齿轮减速机是按国家专业标准 ZBJ19004 生产的外啮合渐开线斜齿圆柱齿轮 减速机 齿轮减速机的特点 1 齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成 齿面硬度达 HRC58 62 齿轮均 采用数控磨齿工艺 精度高 接触性好 2 传动率高 单级大于 96 5 双级大于 93 三级大于 90 3 运转平稳 噪音低 4 体积小 重量轻 使用寿命长 承载能力高 5 易于拆检 易于安装 1 1 41 1 4 摆线针轮减速机摆线针轮减速机 矿用减速器常见故障分析及排除方法 4 摆线针轮减速机是一种采用摆线针齿啮合行星传动原理的传动机型 是一种 理想的传动装置 具有许多优点 用途广泛 并可正反运转 特点 1 高速比和高效率单级传动 就能达到 1 87 的减速比 效率在 90 以上 如果采用多级传动 减速比更大 2 结构紧凑体积小由于采用了行星传动原理 输入轴输出轴在同一轴心线 上 使其机型获得尽可能小的尺寸 3 运转平稳噪声低摆线针齿啮合齿数较多 重叠系数大以及具有机件平衡 的机理 使振动和嗓声限制在最小程度 4 使用可靠 寿命长因主要零件采用高碳铬钢材料 经淬火处理 HRC58 62 获得高强度 并且 部分传动接触采用了滚动摩擦 所以经久耐 用寿命长 5 设计合理 维修方便 容易分解安装 最少零件个数以及简单的润滑 使 摆线针轮减速机深受用户的信赖 1 21 2减速器的结构分类及作用减速器的结构分类及作用 减速机是一种动力传达机构 利用齿轮的速度转换器 将电机 马达 的回 转数减速到所要的回转数 并得到较大转矩的机构 在目前用于传递动力与运动 的机构中 减速机的应用范围相当广泛 几乎在各式机械的传动系统中都可以见 到它的踪迹 从交通工具的船舶 汽车 机车 建筑用的重型机具 机械工业所 用的加工机具及自动化生产设备 到日常生活中常见的家电 钟表等等 其应用 从大动力的传输工作到小负荷 精确的角度传输都可以见到减速机的应用 且在 工业应用上 减速器具有减速及增加转矩功能 减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备 把电动机 内燃机或其它高速运 转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减 速的目的 普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果 大小齿 轮的齿数之比 就是传动比 减速机的作用主要有 1 降速同时提高输出扭矩 扭矩输出比例按电机输出乘减速比 但要注意 不能超出减速机额定扭矩 2 减速同时降低了负载的惯量 惯量的减少为减速比的平方 大家可以看 一下一般电机都有一个惯量数值 矿用减速器常见故障分析及排除方法 5 1 31 3齿轮 螺纹及标准件的测量及计算方法齿轮 螺纹及标准件的测量及计算方法 1 3 11 3 1 标准直齿圆柱齿轮测绘方法和步骤标准直齿圆柱齿轮测绘方法和步骤 数出齿数 Z 测量齿顶圆直径 a 如下图所示 如果是偶数齿 可直接测得 见图 a 若是奇数齿 则可先测出孔的直径尺寸 1 及孔壁到齿顶间的单边径向尺寸 见图 c 则齿顶圆直径 a 2H D1 计算和确定模数 根据公式 a Z 2 算出 的测得值 然后与标准模数值比较 取较接近的标准模数为被测齿轮的模数 同时要根据标准模数反推出理论 a 值 计算分度圆直径 Z 与相啮合齿轮两轴的中心距 校对 应符合 d1 d2 2 m Z1 Z2 2 测量计算齿轮其它各部分尺寸 1 3 21 3 2 测绘螺纹方法测绘螺纹方法 外螺纹测绘 矿用减速器常见故障分析及排除方法 6 1 测螺纹公称直径 用卡尺或外径千分尺测出螺纹实际大径 与标准值比较 取较接近的标准值为 被测外螺纹的公称直径 2 测螺距 可用螺纹规直接测量 无螺纹规时 可用压痕法测量 即用一张薄纸在外螺 纹上沿轴向压出痕迹 再沿轴向测出几个 至少 个 痕迹之间的尺寸 除以间 距数 痕迹数减去 即得平均螺距 然后再与标准螺距比较 取较接近的标准 值为被测螺纹的螺距 也可以沿外螺纹轴向用卡尺或直尺直接量出若干螺距的总 尺寸 再取平均值 然后查表比较取标准值 3 旋向 将外螺纹竖直向上 观察者正对螺纹 若螺纹可见部分的螺旋线从左往右上 升 则该外螺纹为右旋螺纹 若螺纹可见部分的螺旋线从右往左上升 则为左旋 螺纹 4 测螺纹其它尺寸 内螺纹测绘 内螺纹一般不便直接测绘 但可找一能旋入 能相配 的外螺纹 测出外螺 纹的大径及螺距 取标准值即为内螺纹的相关尺寸 螺纹孔的深度可用卡尺直接 量取 1 3 31 3 3 标准件的测量标准件的测量 标准件一般不画零件图 但在装配图中应进行必要的标注 以便采购人员按其规 格尺寸 数量进行采购 因此 对标准件也必须进行测量 按相关标准取其标准 值 再按相关标准的标注示例在装配图中注出标记代号 1 3 41 3 4 扭力计算扭力计算 对减速机的寿命而言 扭力计算非常重要 并且要注意加速度的最大转矩值 TP 是否超过减速机之最大负载扭力 适用功率通常为市面上的伺服机种的适用功率 减速机的适用性很高 工作 系数都能维持在 1 2 以上 但在选用上也可以以自己的需要来决定 要点有二 A 选用伺服电机的出力轴径不能大于表格上最大使用轴径 B 若经扭力计算工作 转速可以满足平常运转 但在伺服全额输出时 有不足 现象时 我们可以在电机侧之驱动器 做限流控制 或在机械轴上做扭力保护 矿用减速器常见故障分析及排除方法 7 这是很必要的 通用减速机的选型包括提出原始条件 选择类型 确定规格等步骤 相比之下 类型选择比较简单 而准确提供减速器的工况条件 掌握减速器 的设计 制造和使用特点是通用减速器正确合理选择规格的关键 规格选择要满足强度 热平衡 轴伸部位承受径向载荷等条件 按机械功率或转矩选择规格 强度校核 通用减速器和专用减速器设计选型方法的最大不同在于 前者适用于各个行 业 但减速只能按一种特定的工况条件设计 故选用时用户需根据各自的要求考 虑不同的修正系数 工厂应该按实际选用的电动机功率 不是减速器的额定功率 打铭牌 后者按用户的专用条件设计 该考虑的系数 设计时一般已作考虑 选 用时只要满足使用功率小于等于减速器的额定功率即可 方法相对简单 通用减速器的额定功率一般是按使用 工况 系数 KA 1 电动机或汽轮机为 原动机 工作机载荷平稳 每天工作 3 10h 每小时启动次数 5 次 允许启动 转矩为工作转矩的 2 倍 接触强度安全系数 SH 1 单对齿轮的失效概率 1 等条件计算确定的 3 所选减速器的额定功率应满足 PC P2KAKSKR PN 式中 PC 计算功率 KW PN 减速器的额定功率 KW P2 工作机功率 KW KA 使用系数 考虑使用工况的影响 见表 1 2 1 KS 启动系数 考虑启动次数的影响 见表 1 2 2 KR 可靠度系数 考虑不同可靠度要求 见表 1 2 3 目前世界各国所用的使用系数基本相同 虽然许多样本上没有反映出 KS KR 两个系数 但由于知己 对自身的工况要求清楚 知彼 对减速器的性能特点 清楚 国外选型时一般均留有较大的富裕量 相当于已考虑了 KR KS 的影响 由于使用场合不同 重要程度不同 损坏后对人身安全及生产造成的损失大 小不同 维修难易不同 因而对减速器的可靠度的要求也不相同 系数 KR 就是 实际需要的可靠度对原设计的可靠度进行修正 它符合 ISO6336 GB3480 和 AGMA2001 B88 美国齿轮制造者协会标准 对齿轮强度计算方法的规定 目前 矿用减速器常见故障分析及排除方法 8 国内一些用户对减速器的可靠度尚提不出具体量的要求 可按一般专用减速器的 设计规定 SH 1 25 失效概率 1 1000 较重要场合取 KR 1 25 1 56 左右 1 3 51 3 5 热平衡校核热平衡校核 通用减速器的许用热功率值是在特定工况条件下 一般环境温度 20 每小 时 100 连续运转 功率利用率 100 按润滑油允许的最高平衡温度 一般为 85 确定的 4 条件不同 时按相应系数 有时综合成一个系数 进行修正 所选减速器应满足 PCt P2KTKWKP Pt 式中 PCt 计算热功率 KW KT 环境温度系数 见表 1 2 4 KW 运转周期系数 见表 1 2 5 KP 功率利用率系数 见表 1 2 6 Pt 减速器许用热功率 KW 表 1 2 1 使用系数 KA UWH 3 1011 251 75 电动机 涡旋机 液压 马达 101 251 52 3 101 251 52 4 6 缸活塞发动机 3 10 101 51 752 25 3 101 51 752 25 1 3 缸活塞发动机 101 7522 5 工作机 械载荷 分类 KA 工 作 小 时 h 原 动 机 矿用减速器常见故障分析及排除方法 9 U 表示均布载荷 M 表示中等冲击载荷 H 表示较大冲击载荷 表 1 2 2 启动系数 KS 0 8 11 25 1 75 2 1801 71 51 3 表 1 2 3 可靠度系数 可靠度要求一般较高高 KR11 562 25 表 1 2 4 环境温度系数 KT 1020304050 无冷却措施 或用风扇冷却 0 881 001 151 351 65 用盘管或用1 001 101 201 30 使 用 系 数 KS 启 动 次 数 h 环 境 温 度 KT 冷 却 方 式 矿用减速器常见故障分析及排除方法 10 风扇和盘管冷却0 90 表 1 2 5 运转周期系数 每小时运转周 期 10080604020 运转周期系数 KW 1 000 940 860 740 56 表 1 2 6 功率利用率 2030405060708090 100 ZD L S Y 系列 1 91 51 251 151 101 0511 YK 系列1 71 41 201 101 05111 NGW1 31 91 451 31 251 21 151 1 MAZD NAZF2 51 651 41 31 21 151 11 NBD NBF21 51 31 21 11 11 051 NBZD NBZF2 351 71 41 21 11 11 051 NCD NCF2 11 551 31 151 11 0511 NCZD NCZF2 271 541 331 21 131 0711 功 率 利 用 率 KP 减 速 器 类 别 矿用减速器常见故障分析及排除方法 11 第第 2 2 章章 减速器的构造与设计减速器的构造与设计 2 12 1减速器的技术要求减速器的技术要求 1 齿轮 轴及轴承组合 小齿轮与轴制成一体 称齿轮轴 这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不 大的情况下 如果轴的直径为 d 齿轮齿根圆的直径为 df 则当 df d 6 7mn 时 应采用这种结构 而当 df d 6 7mn 时 采用齿轮与轴分开为两个零件的 结构 如低速轴与大齿轮 此时齿轮与轴的周向固定平键联接 轴上零件利用轴 肩 轴套和轴承盖作轴向固定 两轴均采用了深沟球轴承 这种组合 用于承受 径向载荷和不减速器大的轴向载荷的情况 当轴向载荷较大时 应采用角接触球 轴承 圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构 轴承是利用齿轮旋转 时溅起的稀油 进行润滑 箱座中油池的润滑油 被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖 的内壁上 沿内壁流到分箱面坡口后 通过导油槽流入轴承 当浸油齿轮圆周速 度 2m s 时 应采用润滑脂润滑轴承 为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂 可采用挡油环将其分开 为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内 在轴承端盖和 外伸轴之间装有密封元件 2 箱体 箱体是减速器的重要组成部件 它是传动零件的基座 应具有足够的强度和 刚度 箱体通常用灰铸铁制造 对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢 箱体 单体生产的减速器 为了简化工艺 降低成本 可采用钢板焊接的箱体 灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能 为了便于轴系部件的安装和拆卸 箱体 制成沿轴心线水平剖分式 上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体 轴承座的联接螺 栓应尽量靠近轴承座孔 而轴承座旁的凸台 应具有足够的承托面 以便放置联 接螺栓 并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间 为保证箱体具有足够的刚度 在轴 承孔附近加支撑肋 为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座 平面的机械加工面积 箱体底座一般不采用完整的平面 3 减速器附件 为了保证减速器的正常工作 除了对齿轮 轴 轴承组合和箱体的结构设计 给予足够的重视外 还应考虑到为减速器润滑油池注油 排油 检查油面高度 矿用减速器常见故障分析及排除方法 12 加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位 吊装等辅助零件和部件的合理选择和 设计 4 检查孔为检查传动零件的啮合情况 并向箱内注入润滑油 应在箱体的 适当位置设置检查孔 检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处 平 时 检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上 5 通气器减速器工作时 箱体内温度升高 气体膨胀 压力增大 为使箱 内热胀空气能自由排出 以保持箱内外压力平衡 不致使润滑油沿分箱面或轴伸 密封件等其他缝隙渗漏 通常在箱体顶部装设通气器 6 轴承盖为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷 轴承座孔两端用轴 承盖封闭 轴承盖有凸缘式和嵌入式两种 利用六角螺栓固定在箱体上 外伸轴 处的轴承盖是通孔 其中装有密封装置 凸缘式轴承盖的优点是拆装 调整轴承 方便 但和嵌入式轴承盖相比 零件数目较多 尺寸较大 外观不平整 7 定位销为保证每次拆装箱盖时 仍保持轴承座孔制造加工时的精度 应 在精加工轴承孔前 在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销 安置在箱体纵向两 侧联接凸缘上 对称箱体应呈对称布置 以免错装 5 8 油面指示器检查减速器内油池油面的高度 经常保持油池内有适量的油 一般在箱体便于观察 油面较稳定的部位 装设油面指示器 9 放油螺塞换油时 排放污油和清洗剂 应在箱座底部 油池的最低位置处 开设放油孔 平时用螺塞将放油孔堵住 放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的 垫圈 10 启箱螺钉为加强密封效果 通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或 密封胶 因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖 为此常在箱盖联接凸缘的适当 位置 加工出 2 个螺孔 旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉 旋动启箱螺 钉便可将上箱盖顶起 小型减速器也可不设启箱螺钉 启盖时用起子撬开箱盖 启箱螺钉的大小可同于凸缘联接螺栓 2 22 2减速器的设计要求减速器的设计要求 1 设计的原始资料和数据 6 a 原动机的类型 规格 转速 功率 或转矩 启动特性 短时过 载能力 转动惯量等 b 工作机械的类型 规格 用途 转速 功率 或转矩 工作制度 矿用减速器常见故障分析及排除方法 13 恒定载荷或变载荷 变载荷的载荷图 启 制动与短时过载转矩 启动频率 冲击和振动程度 旋转方向等 c 原动机 作机与减速器的联接方式 轴伸是否有径向力及轴向力 d 安装型式 减速器与原动机 工作机的相对位置 立式 卧式 e 传动比及其允许误差 f 对尺寸及重量的要求 g 对使用寿命 安全程度和可靠性的要求 h 环境温度 灰尘浓度 气流速度和酸碱度等环境条件 润滑与冷却 条件 是否有循环水 润滑站 以及对振动 噪声的限制 i 对操作 控制的要求 j 材料 毛坯 标准件来源和库存情况 k 制造厂的制造能力 l 对批量 成本和价格的要求 交货期限 上述前四条是必备条件 其他方面可按常规设计 例如设计寿命一般为 年 用于重要场合时 可靠性应较高等 2 选定减速器的类型和安装型式 3 初定各项工艺方法及参数 选定性能水平 初定齿轮及主要机件的材料 热处理工艺 精加工方法 润滑方式及润滑油品 4 确定传动级数 按总传动比 确定传动的级数和各级的传动比 5 初定几何参数 初算齿轮传动中心距 或节圆直径 模数及其他几何参数 6 整体方案设计 确定减速器的结构 轴的尺寸 跨距及轴承型号等 7 校核 校核齿轮 轴 键等负载件的强度 计算轴承寿命 8 润滑冷却计算 9 确定减速器的附件 10 确定齿轮渗碳深度 必要时还要进行齿形及齿向修形量等工艺数据的计算 11 绘制施工图 在设计中应贯彻国家和行业的有关标准 矿用减速器常见故障分析及排除方法 14 第第 3 3 章章 减速机的维护保养减速机的维护保养 3 13 1概述概述 虽然矿用减速器形式纷繁多样 但使用环境和使用频率基本一样 矿用减速 器的工作环境是 灰尘较多 噪音较大 厂房温度相对恒定 工作时间较长 启 动频率较低 所以 本减速器的维护保养和常见故障基本是一致的 平常的维护 保养主要是 1 安装时的调整和试车 2 定期检查 高温点检和油质化验 3 定 期补油和换油 常见的故障主要有 1 减速器振动大 2 有杂音 3 油温高 4 漏 油 5 齿轮损坏 6 串轴 7 轴承碎裂 3 1 13 1 1 使用注意使用注意 1 在运转 200 300 小时后 应进行第一次换油 在以后的使用中应定期检 查油的质量 对于混入杂质或变质的油须及时更换 一般情况下 对于长起连续 工作的减速机 按运行 5000 小时或每年一次更换新油 长期停用的减速机 在 重新运转之前亦应更换新油减速机应加入与原来牌号相同的油 不得与不同牌号 的油相混用 牌号相同而粘度不同的油允许混合使用 2 换油时要等待减速机冷却下来无燃烧危险为止 但仍应保持温热 因为 完全冷却后 油的粘度增大 放油困难 注意 要切断传动装置电源 防止无意 间通电 3 工作中 当发现油温温升超过 80 或油池温度超过 100 及产生不正常 的噪声等现象时应停止使用 检查原因 必须排除故障 更换润滑油后 方可继 续运转 4 用户应有合理的使用维护规章制度 对减速机的运转情况和检验中发现 的问题应作认真记录 上述规定应严格执行 7 3 1 23 1 2 减速机的润滑及保养减速机的润滑及保养 在投入运转之前 在减速机中装入建议的型号和数值的润滑脂 减速机采用 润滑油润滑 对于竖直安装的减速机 鉴于润滑油可能不能保证最上面的轴承 的可靠润滑 因此采用另外的润滑措施 7 矿用减速器常见故障分析及排除方法 15 3 23 2NGW102 11NGW102 11 型减速器维护保养型减速器维护保养 现以刮板机的 NGW102 11 型减速器为例 介绍一下减速器的维护保养 由银川 起重机器总厂生产的 NGW102 11 型减速器的适用条件为 工作环境温度 40 C 45 C 最高油温不超过 80 C 温升不超过 45 C 高速轴最高转速不超过 1500r min 可正反方向运转 8 3 2 13 2 1 安装和调整安装和调整安装安装 1 减速机与工作机的联接 减速机直接套装在工作机主轴上 当减速机运转 时 作用在减速机箱体上的反力矩 又安装在减速机箱体上的反力矩支架或由其 他方法来平衡 机直接相配 另一端与固定支架联接 2 反力矩支架的安装 反力矩支架应安装在减速机朝向的工作机的那一侧 以减小附加在工作机轴上的弯矩 反力矩支架与固定支承联接端的轴套使用橡 胶等弹性体 以防止发生挠曲并吸收所产生的转矩波动 3 减速机与工作机的安装关系 为了避免工作机主轴挠曲及在减速机轴承上 产生附加力 减速机与工作机之间的距离 在不影响正常的工作的条件下应尽量 小 其值为 5 10mm 正确的安装 使用和维护减速机 是保证机械设备正常运行的重要环节 3 2 23 2 2 安装事项安装事项 1 安装减速机时 应重视传动中心轴线对中 其误差不得大于所用联轴器 的使用补偿量 对中良好能延长使用寿命 并获得理想的传动效率 2 在输出轴上安装传动件时 不允许用锤子敲击 通常利用装配夹具和轴 端的内螺纹 用螺栓将传动件压入 否则有可能造成减速机内部零件的损坏 最 好不采用钢性固定式联轴器 因该类联轴器安装不当 会引起不必要的外加载荷 以致造成轴承的早期损坏 严重时甚至造成输出轴的断裂 3 减速机应牢固地安装在稳定水平的基础或底座上 排油槽的油应能排除 且冷却空气循环流畅 基础不可靠 运转时会引起振动及噪声 并促使轴承及齿 轮受损 当传动联接件有突出物或采用齿轮 链轮传动时 应考虑加装防护装置 输出轴上承受较大的径向载荷时 应选用加强型 4 按规定的安装装置保证工 矿用减速器常见故障分析及排除方法 16 作人员能方便地靠近油标 通气塞 排油塞 安装就位后 应按次序全面检查安 装位置的准确性 各紧固件压紧的可靠性 安装后应能灵活转动 减速机采用油 池飞溅润滑 在运行前用户需将通气孔的螺塞取下 换上通气塞 按不同的安装 位置 并打开油位塞螺钉检查油位线的高度 从油位塞处加油至润滑油从油位塞 螺孔溢出为止 拧上油位塞确定无误后 方可进行空载试运转 时间不得少于 2 小时 运转应平稳 无冲击 振动 杂音及渗漏油现象 发现异常应及时排除 经过一定时期应再检查油位 以防止机壳可能造成的泄漏 如环境温度过高 或过低时 可改变润滑油的牌号 3 2 33 2 3 使用和维护使用和维护 减速器正式使用前必须进行负荷试车 1 负荷试车前应该按油标位置添加润滑油 用手转动 使输出轴旋转一周 必须灵活 然后空运转两小时 应无不正常的噪音 2 负荷试车时应逐步加载至满负荷 有条件时应按 25 50 75 100 分四个阶段加载 每个阶段运转的时间不少于 2 小时 应平稳无冲击振动和漏油 确信无故障后将机内润滑油放掉或用 200 目过滤网将油 过滤后方可使用 3 试车过程中如有异常情况应查明原因 予以排除 并立即通知制造厂 3 2 43 2 4 润滑润滑 减速器运行半年应检修一次 以后应定期 每周 检查齿面有无点蚀 擦伤 胶合等缺陷 若缺陷面积沿齿长和齿高方向超过 20 并继续发展应更换齿轮副 齿轮采用油池润滑和循环润滑两种形式 推荐采用中级压工业齿轮油 软齿面 中硬齿面减速器采用 N100 150 硬齿面及行星减速器采用 N220 320 润滑油应定期检查更换 新安装的减速器第一次使用时 在运转 10 15 天以 后 须更换新油 以后应定期 2 3 个月 检查油的质量状况 发现不符合要求时 应立即更换 一般至少每半年换油一次 在化验油质量时 若遇到下列情况之一必 须及时换润滑油 润滑油中异物含量超过 2 矿用减速器常见故障分析及排除方法 17 润滑油中金属磨料超过 0 5 润滑油中含水量超过 2 轴承采用飞溅润滑 但每次拆洗重装时 应注入适量的 约占轴承空间体积的 1 3 钙钠基润滑脂 减速器的日常维护保养主要是巡检有无渗油 及时检查箱内液位 润滑情况 是否良好 各处螺丝是否坚固完好 定期检查设备的温度情况 运行一定时间要 用铅丝咬入齿轮的啮合位 以测齿磨损情况 矿用减速器常见故障分析及排除方法 18 第第 4 4 章章 减速器常见故障分析与排除措施减速器常见故障分析与排除措施 减速器使用过程中可能出现的故障有 漏油 轴承部位过热 噪音大 减速器 油池温度过高 高于 70 度 减速器异响 主动轴窜轴 轴承碎裂 齿轮损坏等常 见故障为例 现分析其产生原因 制定了预防措施 4 14 1减速器漏油减速器漏油 4 1 14 1 1 原因分析 原因分析 减速机漏油的原因分析减速机漏油的原因分析 减速机内外产生压力差减速机内外产生压力差 减速机运转过程中 运动副摩擦发热以及受环境温度的影响 使减速机温度 升高 如果没有透气孔或透气孔堵塞 则机内压力逐渐增加 机内温度越高 与 外界的压力差越大 润滑油在压差作用下 从缝隙处漏出 减速机结构设计不合理减速机结构设计不合理 a 检查孔盖板太薄 上紧螺栓后易产生变形 使结合面不平 从接触缝隙漏油 b 减速机制造过程中 铸件未进行退火或时效处理 未消除内应力 必然发生 变形 产生间隙 导致泄漏 c 箱体上没有回油槽 润滑油积聚在轴封 端盖 结合面等处 在压差作用下 从间隙处向外漏 d 轴封结构设计不合理 早期的减速机多采用油沟 毡圈式轴封结构 组装时 使毛毡受压缩产生变形 而将结合面缝隙密封起来 如果轴颈与密封件接触 不十分理想 由于毛毡的补偿性能极差 密封在短时间内即失效 油沟上虽 有回油孔 但极易堵塞 回油作用难以发挥 加油量过多加油量过多 减速机在运转过程中 油池被搅动得很厉害 润滑油在机内到处飞溅 如果 加油量过多 使大量润滑油积聚在轴封 结合面等处 导致泄漏 检修工艺不当检修工艺不当 在设备检修时 由于结合面上污物清除不彻底 或密封胶选用不当 密封件 方向装反 不及时更换密封件等也会引起漏油 矿用减速器常见故障分析及排除方法 19 4 1 24 1 2 治理减速机漏油的对策治理减速机漏油的对策 改进透气帽和检查孔盖板改进透气帽和检查孔盖板 减速机内压大于外界大气压是漏油的主要原因之一 如果设法使机内 机外 压力均衡 漏油就可以防止 减速机虽都有透气帽 但透气孔太小 容易被煤粉 油污堵塞 而且每次加油都要打开检查孔盖板 打开一次就增加一次漏油的可能 性 使原本不漏的地方也发生泄漏 为此 制作了一种油杯式透气帽 并将原来 薄的检查孔盖板改为 6 mm 厚 将油杯式透气帽焊在盖板上 透气孔直径为 6 mm 便于通气 实现了均压 而且加油时从油杯中加油 不用打开检查孔盖板 减少了漏油机会 畅流畅流 要使被齿轮甩在轴承上多余的润滑油不在轴封处积聚 必须使多余的润滑油 沿一定方向流回油池 即做到畅流 具体的做法是在轴承座的下瓦中心开一个向 机内倾斜的回油槽 同时在端盖直口处也开一缺口 缺口正对回油槽 这样多余 的润滑油经缺口 回油槽流回油池 改进轴封结构改进轴封结构 a a 输出轴为半轴的减速机轴封改进输出轴为半轴的减速机轴封改进 带式输送机 螺旋卸车机 叶轮给煤机等大多数设备的减速机输出轴为半轴 改造较方便 将减速机解体 拆下联轴器 取出减速机轴封端盖 按照配套的骨 架油封尺寸 在原端盖外侧车加工槽 装上骨架油封 带弹簧的一侧向里 回装 时 如果端盖距联轴器内侧端面 35 mm 以上 则可在端盖外侧的轴上装一个备用 油封 一旦油封失效 即可取出损坏的油封 将备用油封推入端盖 从而省去了 解体减速机 拆连轴器等费时费力的工序 b b 输出轴为整轴的减速机轴封改进输出轴为整轴的减速机轴封改进 整轴传动的减速机输出轴无联轴器 如果按照 a 方案改造 工作量太大也不 现实 为减少工作量 简化安装程序 设计了一种可剖分式端盖 并对开口式油 封进行了尝试 可剖分式端盖外侧车加工槽 装油封时先将弹簧取出 将油封锯 断呈开口状 从开口处将油封套在轴上 用粘接剂将开口对接 开口向上 再装 上弹簧 推入端盖即可 c c 采用新型密封材料采用新型密封材料 矿用减速器常见故障分析及排除方法 20 对于减速机静密封点泄漏可采用新型密封材料粘堵 减速机大修时 在接合 面 端盖上涂 D05 硅橡胶密封胶代替早期产品 一般不会出现泄漏 如果减速机 运转中静密封点漏油 可用表面工程技术的油面紧急修补剂粘堵 从而达到消除 漏油的目的 d d 认真执行检修工艺认真执行检修工艺 在减速机检修时 要认真执行工艺规程 油封不可装反 唇口不要损伤 外 缘不要变形 弹簧不可脱落 结合面要清理干净 密封胶涂抹均匀 加油量不可 超过油标尺刻度 e e 擦拭擦拭 减速机静密封点通过治理 一般是可以达到不渗不漏的 但动密封点由于密 封件老化 质量差 装配不当 轴表面粗糙度高等原因 使得个别动密封点仍有 微小渗漏 由于工作环境差 煤尘粘到轴上 显得油乎乎一片 所以需要在设备 停止运转后 擦拭轴上的油污 4 24 2减速器油温过高减速器油温过高 原因分析 原因分析 a a 润滑油不合格或使用过长 目前该减速器使用的润滑油为兰炼 320 极压齿 轮油 如果加入过期的或与该型号的润滑油性质不一致的油及减速器半年以上没有 更换润滑油都可能会导致减速器油温过高 b b 润滑油过多 6JS 110 型减速器的注油标准在 4 2 1 中已说明 当油的液面 的高度高于上述两个位置时 就会造成减速器油温过高 c c 机件损坏 机件损坏包括齿轮点蚀严重 断齿 轴承保持架 内外圈 滚珠 损坏以及轴承抱死或轴变形严重 d d 箱体外部被杂物或煤粉覆盖 当减速器周围堆放东西或机体表面长期没有清 理时 有可能因杂物或煤粉的覆盖导致减速器散热不完全以致使油温升高 e e 冷却装置堵塞或失效 冷却装置同减速器一样置于煤尘较大的厂房中 如果 长期工作而未清理内部的管路造成冷却装置堵塞或冷却装置坏掉时 都会引起减速 器油温升高 排除方法 排除方法 a a 更换润滑油 b b 去掉多余的油 c c 仔细检查找出机件损坏的位置及时修理或 更换机件 d d 清除杂物和煤粉 e e 更换冷却装置或排除堵塞物 矿用减速器常见故障分析及排除方法 21 4 34 3减速器振动大减速器振动大 原因分析原因分析 a a 地脚螺丝松动 减速器由于长期工作可能会出现地脚螺丝松动或螺丝坏等现 象 此原因务必会引起减速器振动大而工作状态不正常 b b 偶合器损坏 当与此减速器连接的偶合器因漏油 螺丝松等原因损坏时 就 会将它的振动传给减速器 从而使减速器振动不正常 c c 电机螺丝松动 与偶合器故障相似 当电机由于种种原因出现振动时 就会 将振动传给减速器 使减速器振动变大 d d 轴承磨损严重 该项原因 4 2 1 中已说明 上述原因都会致使减速器无法正 常工作 e e 齿轮损坏 齿轮损坏包括齿面点蚀严重 齿轮啮合间隙大 齿轮齿磨损严重 断齿 这些齿轮磨损的情况都可能是减速器因振动大而无法正常工作 f f 轴变形失去平衡 当轴的强度和硬度低于要求或由于长期工作而老化时会引 起轴的变形 轴的变形会造成减速器振动大 预防及排除方法预防及排除方法 a a 紧固底脚螺栓 b b 检查偶合器损坏的部位和原因 及时维修 偶合器 c c 紧固电机松动的螺丝 d d 更换轴承 e e 更换齿轮 f f 更换轴 4 44 4轴承碎裂轴承碎裂 原因分析原因分析 减速器轴承碎裂主要发生在主动轴轴承 主要因为是主动轴窜动时 轴承内圈与滚子 之间会产生轴向滑动 造成轴承内圈轴向窜动 使内侧轴承滚子先损坏 预防及排除方法预防及排除方法 加大内圈与轴的过盈量 或在轴承内圈的外侧加挡环 使其不得发 生轴向窜动 4 54 5减速器有异响减速器有异响 原因分析原因分析 a 减速器超载运转 b b 工作机载荷不平衡 c c 润滑油变质 d d 齿轮齿面磨损 或者制造质量不良 e e 轴承间隙过大或过小 f f 齿面有粘附物 g g 箱体内有杂物 预防及排除方法预防及排除方法 矿用减速器常见故障分析及排除方法 22 a a 按规范要求运转 b b 调整平衡状态 c c 排干减速器内变质的润滑油 清洗干 净并更换合格润滑油 d d 及时送修理厂大修更换零件 e e 调整轴承间隙 f f 检查清 理 g g 放油进行清理 4 64 6齿轮损坏齿轮损坏 4 6 14 6 1 断齿断齿 a a 齿轮折断分疲劳折断和过载折断 齿轮传动在工作中 轮齿多次受交变载荷作用 在齿根的危险剖面上作用着弯 曲疲劳应力 在齿根处产生疲劳裂纹 在交变的弯曲疲劳应力作用下 疲劳裂纹逐 渐扩展 最终导致轮齿弯曲疲劳折断 齿轮传动在工作中 齿轮受到短时过载 或冲击载荷 或轮齿严重磨损而减薄 都会发生过载折断 b b 解决方法 增大齿根过渡圆角半径 尽可能减小被加工表面粗糙度数值 则可以降低应力集中的影响 增大轴及支承的刚度 缓和齿面局部受载程度 使 轮齿心部具有足够的韧性 在齿根处进行适当的强化处理 都可以提高轮齿的抗 折断能力 4 6 24 6 2齿轮点蚀与剥落齿轮点蚀与剥落 原因分析 原因分析 齿轮表面发生点蚀和剥落的原因主要是齿轮的接触疲劳强度不足 所致 这种点蚀和剥落与磨损的不同之处在于 金属不是以微粒形式被磨损掉 而是以成块的形式发生剥落 造成齿面凹坑 严重地破坏了齿型的正确性 其破 坏过程是 首先在齿面产生微小裂纹 润滑油进入疲劳裂纹 再经过多次反复的 啮合作用 使裂纹不断扩展和延伸 润滑油随着裂纹的扩展与延伸不断向裂纹深 部充满 直到有一小块金属剥落而离开齿面 这种现象破坏了齿轮的正常啮合性 能 齿面发生点蚀的主要原因有 a a 材质 硬度和缺陷 齿轮的材质不符合要求 影响齿轮接触疲劳强度的主 要因素是热处理后的硬度较低 无法保证齿轮应有的接触疲劳强度 此外 齿表 面或内部有缺陷 也是接触疲劳强度不够的原因之一 b b 齿轮精度较差 齿轮加工和装配精度不符合要求 如啮合精度 运动精度 矿用减速器常见故障分析及排除方法 23 较差等 还有圆弧齿轮的壳体中心距误差太大 c c 润滑油不符合要求 使用的润滑油的牌号不对 油品的粘度较低 润滑性 能较差 d d 油位过高 油位过高 油温升较高 降低了润滑油的粘度 破坏了润滑性 能 减少了油膜的工作厚度 解决措施 解决措施 提高齿面硬度 减小齿面粗糙度数值 尽可能采用大变位系数 增加润滑油的粘度和减少动载荷 这样可以有助于防止齿面发生疲劳点蚀 4 6 34 6 3 齿轮磨损齿轮磨损 原因分析 原因分析 缺油 润滑油中混有磨损下的金属屑 也将引起齿面磨损 齿轮材料不符合要求 造成非正常磨损 齿轮有砂眼 气孔和疏松 球墨化 不够等缺陷存在 热处理硬度不够或没有进行热处理 齿轮啮合精度 运动 精度达不到要求 圆弧齿轮对中心距的误差敏感性很大 特别是中心距的正向 误差 不仅降低了轮齿的弯曲强度 而且还增加了滑动磨损 解决措施 解决措施 提高齿面硬度 降低表面粗糙度数值 保持传动装置和润滑油清 洁 保证润滑充分 在润滑油中加入合适的抗磨添假剂 在油箱中增加几个磁性 体 利用磁性作用吸附润滑液中的金属微粒 可减少润滑液的金属微粒含量 4 74 7减速机串轴减速机串轴 原因分析原因分析 现场中的串轴故障均从输入轴的串动而表现出来 造成串轴的原 因主要有两个方面 是由于断齿使输入轴失去轴向约束而发生串轴 是中间 轴上的从动齿轮与轴紧固不牢所致 在实际传动中 往往由于从动齿轮与中间轴 之间的过盈量不够 从动齿轮相对中间轴产生轴向串动 进而使输入轴发生轴向 串动 因此 过盈量不够是造成减速器串轴的主要原因 另外 减速器的转