徐建翔 / 寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵股份有限公司

中厚板粗軋機(jī)壓下減速機(jī)的故障分析及解決方法

徐建翔 / 寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵股份有限公司

中厚板機(jī)組粗軋機(jī)壓下減速機(jī)使用過(guò)程中出現(xiàn)軸向位移和徑向偏差現(xiàn)象，運(yùn)行穩(wěn)定性劣化，經(jīng)過(guò)原因分析，先后采用減速機(jī)蝸輪蝸桿軸向調(diào)整、編碼器心軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)等方法，最終解決了上述問(wèn)題，保障生產(chǎn)的順行。

粗軋機(jī)壓下減速機(jī)；軸向位移和徑向偏差； 軸向調(diào)整；結(jié)構(gòu)改進(jìn)

1.前言

新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠中厚板分廠于2009年投產(chǎn),其中二期建設(shè)后,投入了粗軋機(jī)列。實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)架軋制，產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)量都有了大的飛越。粗軋機(jī)機(jī)械壓下部分，主要由兩臺(tái)壓下減速機(jī)及相關(guān)液壓平衡系統(tǒng)組成。在生產(chǎn)過(guò)程中，壓下輥縫控制、板型精度控制等數(shù)據(jù)，主要來(lái)源于分別安裝在軋機(jī)傳動(dòng)側(cè)及操作側(cè)的兩臺(tái)壓下減速機(jī)蝸桿軸端的壓下編碼器，編碼器使用的好壞直接制約了生產(chǎn)。自2015年下半年，粗軋機(jī)壓下減速機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)蝸桿軸向位移和徑向偏差現(xiàn)象，進(jìn)入2016年以來(lái)，幅度越來(lái)越大，軸向達(dá)到5mm，徑向1～2mm，減速機(jī)振動(dòng)及異音明顯，運(yùn)行穩(wěn)定性劣化，而軸向位移和徑向偏差都能影響編碼器內(nèi)置的軸承負(fù)載，直接影響了編碼器的正常使用，高峰時(shí)一個(gè)月?lián)p壞了兩個(gè)編碼器，對(duì)生產(chǎn)造成不必要的損失。

2 .粗軋機(jī)壓下減速機(jī)軸向位移和徑向偏差問(wèn)題分析

2.1粗軋機(jī)壓下減速機(jī)結(jié)構(gòu)采用蝸輪蝸桿形式，是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大的特點(diǎn)，其主要由蝸輪、蝸桿、軸承、軸承盒、箱體等，其它包括油封、壓蓋等。蝸輪蝸桿減速機(jī)為了提高效率，蝸輪采用ZQA19-4鋁青銅材質(zhì)，蝸桿則采用45#鍛鋼，蝸輪蝸桿之間的傳動(dòng)是兩個(gè)交錯(cuò)軸之間滑動(dòng)摩擦傳動(dòng)。當(dāng)減速機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，蝸輪蝸桿副的齒面間隙因磨損而逐漸增大，其間隙超過(guò)0.19～0.25mm以后，嚙合狀況會(huì)逐漸惡化，造成減速機(jī)停、動(dòng)產(chǎn)生較大的沖擊，同時(shí)導(dǎo)致推力軸承易磨損，進(jìn)而引起蝸桿的軸向竄動(dòng)超差，而現(xiàn)場(chǎng)在對(duì)蝸輪蝸桿進(jìn)行手動(dòng)空行程檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有約1.0mm間隙存在。

2.2 減速機(jī)蝸桿整體定位主要由蝸桿軸中間的軸承盒控制，軸承盒內(nèi)安裝推力軸承兩件，中間設(shè)置隔離環(huán)，軸承內(nèi)圈由圓螺母調(diào)整軸向位置后鎖死定位，軸承盒安裝在箱體定位槽內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，用35T千斤頂沿水平軸向?qū)ξ仐U軸進(jìn)行壓緊時(shí)，發(fā)現(xiàn)蝸桿竄動(dòng)達(dá)到了4mm，大幅度超出安裝標(biāo)準(zhǔn)。

2.3蝸桿軸與編碼器心軸安裝由三件M20沉頭螺栓固定，心軸端面與蝸桿軸端面貼合，心軸另一端安裝編碼器,由一件M12螺栓固定，安裝面設(shè)計(jì)有軸肩，完成編碼器端面定位，配合采用間隙配合（0.01～0.03mm）。

現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中，均發(fā)現(xiàn)編碼器隨著蝸桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)有明顯擺動(dòng)，幅度在1～2mm之間，嚴(yán)重影響了編碼器的穩(wěn)定性，檢查分析原因有：

2.3.1安裝人員在安裝編碼器心軸時(shí)，未嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，編碼器心軸與蝸桿軸未在同一軸線上，造成運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)擺動(dòng)。

2.3. 2編碼器心軸與蝸桿連接螺栓在使用過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)，造成心軸軸線與蝸桿軸軸線偏移，造成運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)擺動(dòng)。

3.粗軋機(jī)壓下減速機(jī)軸向位移和徑向偏差問(wèn)題解決的方法

3.1解決軸向位移問(wèn)題

3.1.1對(duì)蝸桿重新進(jìn)行調(diào)整裝配，在裝配前對(duì)減速機(jī)箱體及蝸輪蝸桿進(jìn)行徹底的清洗和清理。軸承在裝配時(shí)涂上潤(rùn)滑脂，防止?jié)櫥坏轿唬a(chǎn)生干摩擦。蝸桿軸承盒內(nèi)部?jī)杉屏S承用壓鉛法測(cè)量軸承游隙。在壓鉛過(guò)程中，用力對(duì)稱，預(yù)緊均勻，測(cè)出兩鉛皮最薄處的厚度即為軸承間隙值，再加上 0．05 ～0．1mm 的游隙量，最終兩軸承軸承向位置進(jìn)行了1.95mm的軸承向調(diào)整，裝配后軸承轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活，軸承游隙應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。

3.1.2水平壓緊時(shí)，推力軸承軸承盒與減速機(jī)箱體定位槽內(nèi)軸向檢測(cè)有2mm間隙。當(dāng)整體蝸桿安裝完畢后，采用涂色法對(duì)蝸輪蝸桿進(jìn)行調(diào)整，蝸輪齒面涂色，手動(dòng)盤車顯點(diǎn)，根據(jù)顯點(diǎn)位置不同進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)顯點(diǎn)偏向一側(cè)較多時(shí)，調(diào)整蝸輪軸的軸向位置，軸承間隙暫不調(diào)整，調(diào)整到顯點(diǎn)正常后。最終確定蝸桿軸的軸向位置，根據(jù)顯點(diǎn)位置對(duì)軸承盒在箱體定位槽內(nèi)位置進(jìn)行加裝調(diào)整墊片，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況將2mm墊片安裝在軸承盒與定位槽之間。

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3.2 解決徑向偏差問(wèn)題

3.2.1心軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)

3.2.1.1如圖所示在安裝端面由原平面結(jié)構(gòu)改為沉臺(tái)結(jié)構(gòu)。利用蝸桿出軸端頭位置設(shè)計(jì)與之配合的沉臺(tái)，沉臺(tái)內(nèi)孔尺寸與蝸桿軸尺寸相適應(yīng)，采用過(guò)度配合，安裝時(shí)人員只需將心軸安裝面直接裝入蝸桿軸頭，不需要再進(jìn)行蝸桿軸與心軸的軸線調(diào)整找正工作，且在效控制運(yùn)轉(zhuǎn)中編碼器小軸的圓跳動(dòng)。

3.2.1.2心軸與蝸桿軸之間的尺寸間隙采用過(guò)度配合，自身具備定位及連接作用，減少對(duì)連接螺栓的安裝要求，達(dá)到了即使連接螺栓預(yù)緊力不夠，造成松動(dòng)也不會(huì)造成軸線的偏移的問(wèn)題。

3.2.1.3在心軸加工制作過(guò)程中，在安裝圓盤端面先鉆一個(gè)中心孔，將小軸安裝至中心孔，兩者過(guò)盈0.05-0.1mm,焊接后進(jìn)行車削加工，有效保證同軸度。避免原先在制作過(guò)程中產(chǎn)生的人為的同軸度誤差。

4　效果驗(yàn)證

4.1對(duì)調(diào)整后的蝸桿軸向位移進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到了0.6～1.0mm，效果顯著，滿足了現(xiàn)場(chǎng)使用的要求。

4.2對(duì)改進(jìn)后的編碼器心軸使用情況進(jìn)行了跟蹤,跳動(dòng)量可有效控制在0.20mm之內(nèi)。編碼器的平穩(wěn)運(yùn)行得到了極大的提升，使用至今未出現(xiàn)任何異常現(xiàn)象。

4.3采用符合專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的措施、手段，改變現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備面貌，減少備件費(fèi)用的采購(gòu)，提高設(shè)備使用周期，避免類似重復(fù)事故發(fā)生。

5.結(jié)束語(yǔ)

粗軋機(jī)壓下蝸輪蝸桿減速機(jī)經(jīng)過(guò)檢修后，振動(dòng)及異音得到解決，設(shè)備穩(wěn)定性大大提高，特別是對(duì)編碼器心軸的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，降低對(duì)安裝人員技術(shù)水平的要求，安裝精度由配件的結(jié)構(gòu)形式和加工精度來(lái)保證，杜絕因?yàn)槿藶榈囊蛩卦斐墒鹿实陌l(fā)生。有效保障了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：機(jī)械工業(yè)出版社.

[3]產(chǎn)業(yè)與科技論壇：鄭同雷2013（12）11.