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        化工廠減速器頻繁損壞的故障分析和處理

        2014-04-11 10:35:36何文德陳
        化工裝備技術(shù) 2014年1期
        關(guān)鍵詞:擺線油封軸套

        張 麗 何文德陳 玲

        (1.四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2.四川大學(xué)化工學(xué)院)

        0 前言

        減速器是一種封閉在箱體內(nèi)的齒輪或蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立的傳動(dòng)裝置,通常應(yīng)用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間,用來(lái)降低轉(zhuǎn)速,增大轉(zhuǎn)距或改變軸線之間的相互位置,以適應(yīng)工作要求。該減速器是某化工廠一反應(yīng)器的傳動(dòng)裝置。該機(jī)組是兩開一備,近年來(lái)減速器頻繁出現(xiàn)異響故障。因受現(xiàn)場(chǎng)維修條件和設(shè)備自重所限,每次維修時(shí)耗時(shí)比較長(zhǎng),且維修不便?;诖耍覀兘?jīng)過(guò)多次的理論分析和現(xiàn)場(chǎng)檢修總結(jié),成功地提出了一套能快速判斷現(xiàn)場(chǎng)故障和解決問(wèn)題的辦法。

        1 減速器的工作原理

        該減速器為行星擺線針減速器,其結(jié)構(gòu)可分為輸入部分、減速部分、輸出部分,如圖1所示。

        圖1 減速器結(jié)構(gòu)

        在輸入軸上裝有一個(gè)錯(cuò)位180°的雙偏心套,在偏心套上裝有兩個(gè)滾柱軸承,形成H機(jī)構(gòu),兩個(gè)擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道,并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)行排列的針齒輪相嚙合,以組成少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu) (為了減少摩擦,在速比小的減速機(jī)中針齒上帶有針齒套)。

        當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí),由于擺線輪上齒廊曲線的特點(diǎn)及其受針齒輪上針齒的限制,擺線輪的運(yùn)動(dòng)成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運(yùn)動(dòng)。在輸入軸正轉(zhuǎn)一周時(shí),偏心套亦轉(zhuǎn)動(dòng)一周,擺線輪于相反方向上轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒差從而得到減速。同時(shí),再借助于輸出機(jī)構(gòu),將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)銷軸傳遞給輸出軸,從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。

        2 減速器存在的主要問(wèn)題

        2.1 潤(rùn)滑油泄漏

        2.1.1 密封墊損壞

        該設(shè)備使用的密封墊為橡膠墊。因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件較差,墊片本身老化較為嚴(yán)重。

        2.1.2 油封磨損

        油封結(jié)構(gòu)如圖2所示。由于長(zhǎng)期磨合、潤(rùn)滑油雜質(zhì)過(guò)多、內(nèi)部軸承損壞導(dǎo)致軸運(yùn)轉(zhuǎn)偏移等原因,造成了端面油封損壞進(jìn)而使?jié)櫥托孤?/p>

        圖2 油封

        2.1.3 潤(rùn)滑油過(guò)多

        由于油品黏度較大,若工藝人員在加油時(shí)不注意這一點(diǎn),就會(huì)出錯(cuò)。其實(shí),當(dāng)在油視鏡中看到油到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)液位時(shí),油就已經(jīng)超出了加油范圍 (軸承的1/3~1/2),因此就會(huì)造成油封處泄漏。

        2.2 異響

        2.2.1 軸承損壞

        軸承損壞這類問(wèn)題往往比較容易判斷。軸承損壞時(shí)只需用聽診棍辨別有無(wú)雜音、觸摸機(jī)殼溫度是否升高等就可確定。

        2.2.2 傳動(dòng)鍵磨損

        如果異響集中在電機(jī)和減速器承插部位,則一般為該處的傳動(dòng)鍵磨損而導(dǎo)致傳動(dòng)不平穩(wěn)產(chǎn)生異響。

        2.2.3 風(fēng)扇葉片與法蘭摩擦

        減速器的風(fēng)扇葉片是安裝在軸上的,以鍵來(lái)帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。但是該葉片在軸上沒有軸向定位,運(yùn)行時(shí)往往會(huì)造成葉片運(yùn)行跑位。若在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有“唧唧”聲且聲音比較尖銳,則這類響聲可以判定為風(fēng)扇葉片與法蘭摩擦。

        2.2.4 電機(jī)異響

        現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)會(huì)發(fā)生一些辨識(shí)不清的異響,需要綜合考慮各種可能的因素,其中電機(jī)軸承的損壞也會(huì)發(fā)生異響并且竄到減速器部位。

        3 重點(diǎn)損壞部件的故障原因與解決辦法

        3.1 油封損壞

        3.1.1 長(zhǎng)期磨合

        油封的唇口與軸是緊密貼合在一起的,軸旋轉(zhuǎn)時(shí)油封是靜止的,隨著軸的轉(zhuǎn)動(dòng),唇口會(huì)在軸上磨損出一條凹槽,橡膠唇口本身也會(huì)被磨損,從而在軸與油封之間產(chǎn)生間隙,使?jié)櫥托孤?/p>

        解決辦法:若軸被磨損,則需要修復(fù)軸或者改變油封在軸上密封的軸向位置;若油封唇口磨損,則需要更換新油封。

        3.1.2 油雜質(zhì)過(guò)多

        減速器在運(yùn)行時(shí),由于部件損壞等原因而產(chǎn)生了雜質(zhì)。這類雜質(zhì)隨潤(rùn)滑油被帶到油封處,并因?yàn)橛偷酿ざ缺容^大而附著在軸或者油封唇口上,加劇油封的磨損。

        解決辦法:更換潤(rùn)滑油時(shí),必須將油室內(nèi)的舊油排放干凈,并用新油置換直至合格,然后再注入新的潤(rùn)滑油。

        3.1.3 軸承損壞導(dǎo)致泄漏

        運(yùn)行時(shí),若軸承損壞,則軸的原始位置就會(huì)改變,軸相對(duì)于原有的運(yùn)行軌跡就會(huì)發(fā)生軸向移動(dòng)或者徑向偏移,這樣就會(huì)導(dǎo)致油封唇口不能完全與軸貼合而產(chǎn)生泄漏。

        3.2 軸承損壞

        3.2.1 潤(rùn)滑不良

        (1)潤(rùn)滑油過(guò)少。減速器的潤(rùn)滑方式為油浴潤(rùn)滑,軸承的一部分泡在油中,靠滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)潤(rùn)滑油進(jìn)入滾道進(jìn)行潤(rùn)滑。若潤(rùn)滑油低于軸承的1/3~1/2,則油就不能順利地進(jìn)入滾道,不能減少滾動(dòng)體與滾道之間的摩擦,不能帶走因旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生的熱量,不能更好地對(duì)軸承進(jìn)行防銹保護(hù),不能延長(zhǎng)軸承的疲勞壽命。

        解決辦法:定期檢查油液位計(jì)標(biāo)示的高度,缺油時(shí)及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油。

        (2)油質(zhì)較差。當(dāng)潤(rùn)滑油的油質(zhì)較差時(shí),油的流動(dòng)性變差,導(dǎo)致軸承散熱不好,油對(duì)軸承防銹保護(hù)的作用也變?nèi)?,從而加快了軸承的損壞。

        解決辦法:定期對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行更換。

        3.2.2 油內(nèi)雜質(zhì)過(guò)多

        設(shè)備運(yùn)行時(shí),其內(nèi)部零部件損壞造成的鐵屑隨油的流動(dòng)沉降在設(shè)備底部,若不將這些雜質(zhì)置換干凈,雜質(zhì)就會(huì)隨油流動(dòng)而造成軸承、油封的損壞。

        解決辦法:按照相關(guān)規(guī)定,換油時(shí)必須將雜質(zhì)置換干凈,然后方可補(bǔ)入新油。

        3.2.3 鏈條張緊力

        (1)鏈條張緊力過(guò)緊。張緊力過(guò)緊時(shí),鏈條拉力較大,力始終集中在一個(gè)方向,這就容易造成軸承的游隙隨著運(yùn)轉(zhuǎn)而增大,并且還會(huì)造成鏈條上銷軸外套磨損增加,從而影響鏈條的使用壽命。

        (2)鏈條張緊力過(guò)松。張緊力過(guò)松時(shí),因鏈條本身較重,鏈條運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生很大幅度的抖動(dòng),并伴有異響和振動(dòng),甚至鏈條與鏈輪還會(huì)產(chǎn)生不正常的磨損。

        解決辦法:首先要掌握鏈條張緊力調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) (見圖3);其次要掌握調(diào)整張緊力的方法,將張緊力調(diào)整至合適的大小。

        圖3 鏈條張緊力圖

        張緊力的調(diào)整:首先轉(zhuǎn)動(dòng)鏈輪,使其他鏈輪之間的鏈條張緊,再移動(dòng)張緊輪的位置,調(diào)整好張緊輪和鏈輪之間的中心距,控制鏈條的擾度H為2%L~3%L。

        4 維修改進(jìn)措施

        4.1 偏心軸套拆裝方式的改進(jìn)

        圖4 偏心軸套

        偏心軸套(見圖4)安裝在輸出端的軸上,在偏心軸套上安裝有兩盤滾柱軸承。拆卸時(shí),首先拆卸第一盤擺線輪,然后拆卸間隔環(huán),再拆卸偏心軸套及軸承。由于這兩盤軸承是滾柱軸承,沒用外圈,使用拉拔器的時(shí)候經(jīng)常損壞軸承才能把偏心軸套取出。

        圖5 改進(jìn)后軸套

        為了降低軸承的損壞,對(duì)拆卸施工進(jìn)行了反復(fù)多次試驗(yàn)。在軸套的上端鉆孔攻絲 (M10的螺孔4個(gè),見圖5),利用專用機(jī)具 (見圖6)拆卸,這樣就可大大降低軸承的損壞。

        圖6 軸套的拆卸

        4.2 風(fēng)扇葉片

        在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)還時(shí)常發(fā)生很尖銳的響聲,在其他參數(shù) (溫度、振動(dòng)等)都很正常的情況下,這可以判定為風(fēng)扇葉片與法蘭盤有摩擦。對(duì)于此現(xiàn)象可做以下幾個(gè)方面的改進(jìn)。

        4.2.1 螺釘緊固

        可以在如圖7所示的螺紋孔中用螺釘進(jìn)行緊固。采用這樣的固定方式后,前期減速器運(yùn)行基本沒用任何摩擦異響,但是使用超過(guò)2個(gè)月后,螺釘會(huì)產(chǎn)生松動(dòng),又會(huì)出現(xiàn)異響。

        圖7 葉片鉆孔攻絲

        4.2.2 運(yùn)用墊片和螺釘緊固

        如圖8所示,采用螺釘緊固和加墊片的方法,也會(huì)收到較好的效果。這樣固定后,基本能解決風(fēng)扇葉片與前端法蘭的摩擦,但是由于受到安裝尺寸的限制,可能會(huì)與后面的法蘭面摩擦。

        圖8 墊片和螺孔固定

        5 結(jié)束語(yǔ)

        反應(yīng)器是化工廠用于生產(chǎn)的重要設(shè)備之一,其運(yùn)行的正常與否,對(duì)化工廠產(chǎn)品質(zhì)量的影響比較大。而減速器是該反應(yīng)器長(zhǎng)周期運(yùn)行的保障。通過(guò)提高減速器的檢修和維護(hù)水平,可確保裝置的長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。本文針對(duì)減速器運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的潤(rùn)滑油泄漏、異響等故障,詳細(xì)地分析了故障原因,并提出了相應(yīng)的解決方案和改進(jìn)措施。

        [1] 周明衡.減速器選用手冊(cè) [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

        [2] 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì) [M].第8版.西安:高等教育出版社,2005.

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