王宇航　龐杭洲　崔冬　趙玉良
（中國(guó)重型機(jī)械研究院有限公司）

　　1　前言
　　傳動(dòng)系統(tǒng)是輥壓機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，其每個(gè)環(huán)節(jié)可靠穩(wěn)定的工作對(duì)于輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要意義。本文從設(shè)計(jì)和使用的角度對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的一些常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，找出故障的原因，提出排除故障的措施，以提高傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

　　2　減速器輸入軸軸頭漏油
　　影響減速器軸頭密封效果的因素很多，其中的兩個(gè)因素是：

　?。?）輸入軸的定心精度；

　?。?）密封接觸的軸頸表面加工質(zhì)量。

　　2.1輸入軸的定心精度

　　減速器輸入軸支承軸承座的定心精度靠機(jī)床的加工精度和工藝來(lái)保證，這從根本上保證了軸承的定位精度，但軸承本身的間隙調(diào)整也會(huì)影響軸承的定位精度。圖1和圖2是輥壓機(jī)減速器輸入軸常用的兩種軸承定位方式，圖1是一端采用雙列圓錐滾子軸承進(jìn)行固定支承，另外一端采用圓柱滾子軸承進(jìn)行浮動(dòng)支承。圖2是兩端采用兩個(gè)圓錐滾子軸承面對(duì)面進(jìn)行兩端定位。從圖中可以看出，無(wú)論哪一種定位方式，當(dāng)軸承間隙過(guò)大時(shí)，都會(huì)引起輸入軸軸頭擺動(dòng)，破壞骨架油封唇口。所以，在現(xiàn)場(chǎng)操作維護(hù)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)減速器輸入軸軸頭出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)拆下輸入軸承端蓋，檢查軸承間隙，加調(diào)整墊，減小軸承軸向間隙，提高輸入軸定心精度，這樣就可避免損壞輸入軸密封，也可減小施加在軸承上的附加載荷。

　　2.2和密封接觸的軸頸表面加工質(zhì)量
　　減速器軸頭密封采用的是骨架油封。骨架油封的密封原理如圖3所示，旋轉(zhuǎn)油封的唇口和軸之間形成一個(gè)動(dòng)壓油膜，油膜與空氣間的接觸面在表面張力作用下形成了一個(gè)弧形彎月面，阻止了潤(rùn)滑油的滲漏，實(shí)現(xiàn)了密封。弧形彎月面的形成是密封的必要條件。要形成彎月面，的油膜厚度在1~3μm，油膜厚度太小會(huì)造成唇口干摩擦，太大則會(huì)滲漏。

　　骨架油封的動(dòng)態(tài)油膜的密封原理說(shuō)明了骨架油封的唇口和軸頸表面之間依靠動(dòng)態(tài)油膜來(lái)防止?jié)B漏，要滿(mǎn)足形成動(dòng)態(tài)油膜的條件，對(duì)軸頸表面加工質(zhì)量的要求就很高。密封軸頭的一般加工工藝要求是：
　　•粗加工—淬火—磨外圓—拋光—棱角修圓
　　•45~50HRC
　　•Ra0.2~0.63μm
　　•軸頸公差h11

　　2.3軸頭密封溝槽的處理

　　骨架油封的密封唇長(zhǎng)期在軸頭上摩擦，時(shí)間久了，軸頭上會(huì)磨出一個(gè)小溝槽，這也會(huì)導(dǎo)致密封失效，造成輸入軸軸端滲漏油。圖4是軸頸表面磨出溝槽的實(shí)例。

 

 　　•在設(shè)備檢修過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)軸上已經(jīng)磨出了溝槽，可以采用以下辦法進(jìn)行處理和改進(jìn)：
　　•將密封座位置改變，改變密封唇和軸頸的接觸位置。
　　•用AB組分的LOCTITE軸面修復(fù)劑FIXMASTER進(jìn)行修復(fù)。
　　•在密封位置設(shè)計(jì)單獨(dú)的襯套，更換磨損襯套，改進(jìn)設(shè)計(jì)。

　　3　減速器油溫過(guò)高
　　減速器的入軸軸承設(shè)有測(cè)溫裝置，并在中控電腦上顯示入軸軸承的溫度，這個(gè)溫度是用戶(hù)觀察減速器工作情況的一個(gè)重要參數(shù)。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，輥壓機(jī)減速器的入軸軸承溫度一般的變化范圍在50~75℃之間。由于環(huán)境溫度、冷卻循環(huán)水溫度、通風(fēng)條件、粉塵多少都會(huì)影響到減速器的油溫，所以，入軸軸承溫度的正常變化范圍對(duì)于每臺(tái)輥壓機(jī)是不一樣的。具體到某一臺(tái)輥壓機(jī)減速器的報(bào)警溫度設(shè)置，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試情況確定。某現(xiàn)場(chǎng)輥壓機(jī)調(diào)試過(guò)程中將輥壓機(jī)的跳停溫度設(shè)置為70℃，但在實(shí)際工作中，減速器的溫度常常達(dá)到71~72℃，導(dǎo)致輥壓機(jī)頻繁跳停。如果觀察工作過(guò)程中溫度沒(méi)有快速的變化，這說(shuō)明輥壓機(jī)的跳停溫度應(yīng)當(dāng)往高調(diào)，而不應(yīng)拘泥于原廠家的調(diào)試設(shè)定值。
　　減速器在長(zhǎng)期的工作過(guò)程中如果沒(méi)有異常情況，溫度應(yīng)當(dāng)始終在一個(gè)比較穩(wěn)定的范圍內(nèi)變化，不應(yīng)當(dāng)在短時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)大幅度的增高或降低，否則，就可能是系統(tǒng)某個(gè)環(huán)節(jié)出了故障，應(yīng)進(jìn)行故障排查。
　　除上述原因外，還應(yīng)對(duì)以下因素進(jìn)行檢查和排除：
　　•檢查減速器有無(wú)異常噪音，減速器內(nèi)部軸承損壞可能導(dǎo)致異常的噪聲和溫升。
　　•檢查潤(rùn)滑站過(guò)濾器是否堵塞，過(guò)濾器是否需要清洗。
　　•檢查進(jìn)出冷卻器水溫差，要求進(jìn)水溫度≤30℃。一些水泥廠沒(méi)有循環(huán)冷卻水塔，或是循環(huán)冷卻水塔不能正常工作，冷卻水的進(jìn)水溫度在夏季達(dá)到了40℃以上，這肯定會(huì)導(dǎo)致減速器油溫過(guò)高。
　　•檢查熱電阻接線是否松動(dòng)。

　　4　齒面點(diǎn)蝕剝落
　　水泥生產(chǎn)設(shè)備一般都是24h連續(xù)工作，而且工作環(huán)境惡劣，因此，齒面點(diǎn)蝕是水泥齒輪設(shè)備的一種常見(jiàn)現(xiàn)象，見(jiàn)于回轉(zhuǎn)窯開(kāi)式驅(qū)動(dòng)齒輪，這也是輥壓機(jī)減速器的一種常見(jiàn)破壞形式。齒面點(diǎn)蝕的原理是嚙合表面反復(fù)受到接觸擠壓作用，產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋，裂紋沿表層不斷擴(kuò)大，使齒面出現(xiàn)小塊金屬剝落，形成麻點(diǎn)和斑坑。圖5是齒面的常見(jiàn)點(diǎn)蝕形式。點(diǎn)蝕產(chǎn)生起始于節(jié)圓附近，會(huì)引起噪聲和振動(dòng)。

　　齒面點(diǎn)蝕最初表現(xiàn)為麻點(diǎn)，后發(fā)展為連片麻點(diǎn)，再?lài)?yán)重的會(huì)形成齒面剝落。齒面產(chǎn)生剝落時(shí)，檢查潤(rùn)滑站過(guò)濾器，會(huì)有細(xì)小的鐵屑產(chǎn)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有片狀鐵屑。
　　預(yù)防和減少點(diǎn)蝕可以采取的措施包括：
　　•減速器初次安裝工作一個(gè)月后，用低粘度潤(rùn)滑油清洗齒輪箱中的灰泥、鐵屑，保證減速器內(nèi)部清潔。
　　•使用含抗磨劑的高粘度極壓齒輪油。
　　•齒面硬度不足，材料性能組織不均勻、熱處理不合理會(huì)引起齒面點(diǎn)蝕。應(yīng)控制齒輪毛坯質(zhì)量，采用合理的熱處理工藝。
　　•點(diǎn)蝕的破壞形式多見(jiàn)于內(nèi)齒圈，采用滲氮、噴丸可以提高內(nèi)齒圈的抗點(diǎn)蝕能力。

　　5　齒輪斷齒
　　齒輪輪齒折斷的情況并不多見(jiàn)，但由于斷齒一般事發(fā)突然，并且會(huì)伴隨劇烈的振動(dòng)和附加載荷，產(chǎn)生的損害很大，常常導(dǎo)致一系列相關(guān)零部件的損壞，所以必須予以重視。圖6是齒輪輪齒的兩種斷齒現(xiàn)象。斷齒分三種情況：

　?。?）疲勞斷齒。輪齒長(zhǎng)期受變應(yīng)力反復(fù)作用，產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋逐步擴(kuò)展，導(dǎo)致斷齒：
　　（2）過(guò)載沖擊斷裂。減速器在運(yùn)行過(guò)程中載荷突然增大，超過(guò)輪齒的抗彎曲能力，導(dǎo)致輪齒折斷。
　　（3）脫落的軸承滾珠、松動(dòng)的螺釘?shù)鹊羧雵Ш喜课唬瑢?dǎo)致輪齒折斷。
　　預(yù)防斷齒的措施包括：
　　•保證輥壓機(jī)空負(fù)荷啟動(dòng)，清除輥間堵料。
　　•保證輥壓機(jī)下料連續(xù)、均勻，粒度符合要求。
　　•保證除鐵器正常工作，防止大塊金屬落入輥縫。
　　•觀察輥縫是否存在劇烈變化的現(xiàn)象，查找原因。
　　•校核齒輪的彎曲強(qiáng)度，計(jì)算彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)SF>2。
　　•在減速器輸入軸端安裝液力耦合器、軟啟動(dòng)鋼球聯(lián)軸器，在過(guò)載狀態(tài)下保護(hù)減速器。
　　•對(duì)減速器內(nèi)部可能脫落的螺釘、螺栓采取可靠防松措施。
　　輥壓機(jī)的輥面剝落是輥壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)的情況，在發(fā)現(xiàn)輥面出現(xiàn)較大剝落時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)補(bǔ)焊。由于輥面剝落會(huì)造成輥壓機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)烈振動(dòng)，對(duì)減速器產(chǎn)生很大的附加沖擊載荷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致減速器輪齒折斷，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)輥面進(jìn)行定期檢查，必要時(shí)要及時(shí)維修輥面，確保輥壓機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。
　　由于各種原因，包括喂料的均勻性、物料的一致性、輥面的剝落、、進(jìn)鐵塊等原因，輥壓機(jī)系統(tǒng)在工作過(guò)程中會(huì)不可避免地存在沖擊載荷。為了消解沖擊載荷，保護(hù)輥壓機(jī)系統(tǒng)的零部件，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在傳動(dòng)環(huán)節(jié)中采用軟啟動(dòng)聯(lián)軸器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)和緩沖吸振。常用的軟啟動(dòng)聯(lián)軸器包括液力耦合器和軟啟動(dòng)安全聯(lián)軸器。圖7是在輸入軸上安裝液力耦合器的輥壓機(jī)系統(tǒng)。

　　聯(lián)軸器的工作過(guò)程為：主動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子上的葉片將殼體內(nèi)的空腔分成2~6等份，葉片推動(dòng)空腔中的鋼球作圓周運(yùn)動(dòng)，鋼球由于離心力作用沿聯(lián)軸器半徑方向運(yùn)動(dòng)，逐漸貼緊在殼體內(nèi)壁，并沿殼體內(nèi)壁滑動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)速的升高，鋼球與殼體內(nèi)壁間的摩擦力達(dá)到一定值時(shí)，鋼球帶動(dòng)殼體旋轉(zhuǎn)，達(dá)到同步狀態(tài)。殼體通過(guò)銷(xiāo)軸組件帶動(dòng)半聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力傳遞到工作機(jī)。
　　軟起動(dòng)安全聯(lián)軸器的主要特點(diǎn)有：
　　•軟起動(dòng)性好。原動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，聯(lián)軸器處于打滑狀態(tài)，可將帶載起動(dòng)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)原動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)。
　　•可靠的過(guò)載保護(hù)并可調(diào)節(jié)。當(dāng)工作機(jī)過(guò)載或卡死時(shí)，聯(lián)軸器打滑，限制了功率的增加，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)因過(guò)載導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降時(shí)，聯(lián)軸器可傳遞功率隨轉(zhuǎn)速迅速下降，有效保護(hù)電動(dòng)機(jī)不被堵轉(zhuǎn)。增減鋼球的填充量，可調(diào)節(jié)過(guò)載保護(hù)功率值。
　　•節(jié)省能源與設(shè)備費(fèi)用。由于實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)，降低了起動(dòng)電流，縮短了峰值時(shí)間，降低了能耗；同時(shí)，減小了設(shè)備的起動(dòng)沖擊，節(jié)省了設(shè)備維修費(fèi)用。
　　•安裝拆卸方便，工作可靠，運(yùn)行中無(wú)需維護(hù)，承載能力大，外形尺寸??；但長(zhǎng)時(shí)間打滑會(huì)發(fā)熱嚴(yán)重，不適用于頻繁起動(dòng)或頻繁換向的場(chǎng)合。
　　和液力耦合器相比較，軟起動(dòng)安全聯(lián)軸器功率損耗小、免維護(hù)、體積結(jié)構(gòu)小，能有效降低輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷沖擊，減少輪齒折斷發(fā)生的概率。

　　6　行星減速器的有效潤(rùn)滑

　　據(jù)有關(guān)資料介紹，國(guó)內(nèi)減速器因潤(rùn)滑不合理導(dǎo)致的齒輪失效占整個(gè)齒輪失效份額的25%左右。良好的潤(rùn)滑是保證減速器正常工作的重要條件，減速器制造廠家、主機(jī)廠和水泥廠用戶(hù)都應(yīng)給予足夠的重視。
　　6.1潤(rùn)滑的作用
　　減速器潤(rùn)滑油的主要作用是：在各個(gè)工作零件的接觸面之間形成油膜，減少零件接觸面間的摩擦；吸收減速器中所產(chǎn)生的熱量，并使它逸散，使零件溫度不致過(guò)高；吸收沖擊和振動(dòng)，降低噪聲；排出污染物。

　　6.2潤(rùn)滑油的選擇

　　潤(rùn)滑油的選擇取決于以下幾個(gè)因素，包括：減速器的工作速度、載荷大小和環(huán)境溫度。選擇減速器的最重要參數(shù)是油的粘度。高速減速器潤(rùn)滑油的粘度比低速減速器低一些。在高速時(shí)，即使是低粘度的潤(rùn)滑油也能在輪齒接觸面間建立起所要求的潤(rùn)滑油膜。而且，低粘度油在高速情況下產(chǎn)生的攪動(dòng)較為輕微，因而功率損耗也少一些。但在低速時(shí)，發(fā)生在運(yùn)動(dòng)耦合面間的油膜比較薄，同時(shí)，低速齒輪的載荷比較大，因此，要求用高粘度的潤(rùn)滑油。輥壓機(jī)行星減速器屬于典型的低速重載運(yùn)行，特別是低速級(jí)齒輪，速度低，載荷大，并且要承受輥壓機(jī)系統(tǒng)頻繁的載荷波動(dòng)，不容易形成油膜，所以應(yīng)當(dāng)選擇高粘度的齒輪油。

　　6.3潤(rùn)滑油的使用

　　減速器在出廠前，制造廠家會(huì)在減速器的軸和齒輪表面涂上防腐油脂，這種防腐油脂對(duì)減速器的潤(rùn)滑有副作用，所以在加注齒輪油前，應(yīng)用低粘度機(jī)油清洗減速器內(nèi)部，清除掉油脂，同時(shí)也清洗掉減速器內(nèi)部的鐵屑和粉塵污染物。如果在減速器出廠后，由于施工原因，經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月才安裝到了輥壓機(jī)上，這樣就更有必要對(duì)減速器內(nèi)部進(jìn)行清洗。
　　在行星減速器安裝調(diào)試完畢，帶料運(yùn)轉(zhuǎn)400h或2個(gè)星期后（以先到期者為準(zhǔn)），將潤(rùn)滑油全部放掉，用N100低粘度機(jī)械油清洗減速器內(nèi)部，這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)檩亯簷C(jī)工作在多粉塵和沖擊載荷非常嚴(yán)重的環(huán)境下，箱體內(nèi)部可能會(huì)在初期的運(yùn)行后積累很多污物。初次使用的潤(rùn)滑油用125μm的濾網(wǎng)過(guò)濾后，還可以重新使用。
　　在正常的工作條件下，應(yīng)在減速器工作2000h后，或連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)3個(gè)月后更換潤(rùn)滑油，如果延長(zhǎng)換油周期應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑油定期檢查。換油時(shí)，減速器內(nèi)的舊油也應(yīng)清理干凈，因?yàn)闅埩舻挠蜁?huì)起催化劑的作用，加快新添加的齒輪油的變質(zhì)速度。
　　潤(rùn)滑油在存放保管過(guò)程中，必須把不同種類(lèi)和不同牌號(hào)的油分開(kāi)來(lái)存放，應(yīng)有明顯的標(biāo)識(shí)，油品不允許露天存放，不同廠家生產(chǎn)的潤(rùn)滑油不能混用。
　　7　結(jié)論
　　輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)雖然包含了很多環(huán)節(jié)，但由于輥壓機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度較高，很多運(yùn)行參數(shù)如電流、油溫、輥縫間隙等都可以從中控電腦和現(xiàn)場(chǎng)儀表上觀察到，這給輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)和設(shè)計(jì)提供了方便和依據(jù)，只要在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中不斷觀察、總結(jié)和改進(jìn)，就能減少故障率，提高運(yùn)行效率。