曹學(xué)輝

摘 要：如果軸承損壞、漏油、減速機(jī)過熱，可能會嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。在這種情況下，我們將加強(qiáng)減速器的可靠性和維修性，從可靠性、維修性和經(jīng)濟(jì)效益的角度選擇合理的維修方式，做出科學(xué)的維修周期決策。因此，利益相關(guān)者需要加強(qiáng)對相關(guān)問題的研究，以便更好地開展相關(guān)工作。

關(guān)鍵詞：減速機(jī)軸;齒輪;修復(fù)技術(shù);應(yīng)用

引言

在冶金行業(yè)，減速機(jī)是一種通用設(shè)備，制造周期長，價(jià)值高。生產(chǎn)企業(yè)在采購非易損件時(shí)標(biāo)準(zhǔn)繁多，使得減速機(jī)斷齒事故成為目前維修人員非常重視的課題。某鋼鐵公司減速機(jī)齒輪軸斷裂，導(dǎo)致齒輪斷齒。為了解決這一問題，維修人員采用了齒輪修復(fù)和斷軸匹配技術(shù)，在無備件的情況下及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)，保證了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1減速機(jī)械的分類

根據(jù)齒輪類型的不同，可分為齒輪、蝸輪減速器和行星齒輪等多種類型的副傳動裝置。根據(jù)變速器等級，可分為單級減速器和多級減速器。根據(jù)齒輪的形狀，可將其分類為正齒輪。根據(jù)傳動裝置的布局，可分為膨脹型、分裂型和同軸型減速器。螺旋齒輪具有許多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用。但是，一些機(jī)械設(shè)備減少的發(fā)射機(jī)不僅需要較大的傳動比，而且需要較小的外形尺寸。螺旋齒輪不能滿足結(jié)構(gòu)要求。在這種情況下，通常使用蝸輪。蝸輪傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定且無噪聲。當(dāng)蠕蟲的線路角度較小時(shí)，蠕蟲驅(qū)動程序自身鎖定。熱驅(qū)的主要缺點(diǎn)是齒面間滑動速度快，傳遞效率低，傳熱生成簡單。

2斷軸失效的原因分析

一是選材方便，高速軸材料組織疏松，且內(nèi)部存在較多雜物，齒輪軸運(yùn)行期間很容易因韌性不足出現(xiàn)裂紋，且在交變應(yīng)力作用下，裂紋會不斷延伸擴(kuò)展，以致軸承斷裂。對此，軸承主要傳遞動力時(shí)，材料應(yīng)選擇高淬透性較強(qiáng)的調(diào)質(zhì)鋼材。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，軸肩堆焊修補(bǔ)后不存在過渡圓角，此時(shí)在集中彎曲力作用下很容易出現(xiàn)疲勞裂紋，從而導(dǎo)致軸斷裂問題。三是熱處理方面，在堆焊修復(fù)齒輪軸前，如果沒有進(jìn)行充分預(yù)熱則會導(dǎo)致焊接區(qū)域受熱不均問題，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。在此力的作用下，很容易出現(xiàn)軸斷裂問題。在修復(fù)堆焊后，若沒有進(jìn)行較好的熱處理工作，也會增大堆焊殘余力，降低軸抗交變應(yīng)力，當(dāng)軸承振動時(shí)便極易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致斷裂問題。四是加工工藝方面，分析測量發(fā)現(xiàn)，軸頸處的加工尺寸較小，很容易導(dǎo)致軸承間隙過大問題，軸磨損會加劇斷裂。五是裝配工藝方面，軸振動的主要來源則是高速軸輸入端裝配工藝出現(xiàn)錯(cuò)誤，其會降低高速軸的疲勞強(qiáng)度，進(jìn)一步加劇磨損，導(dǎo)致斷裂問題。

3減速機(jī)軸和齒輪修復(fù)技術(shù)

3.1齒輪減速機(jī)的日常維護(hù)與保養(yǎng)

變速器的日常維護(hù)主要是檢查油渣、箱內(nèi)液體狀態(tài)、潤滑狀態(tài)、螺栓是否固定以及設(shè)備運(yùn)行期間的溫度。變速器運(yùn)行一段時(shí)間后，用鉛絲咬進(jìn)變速器的網(wǎng)目位置，測試減速器磨損狀態(tài)。潤滑是變速器的主要維護(hù)工作，變速器設(shè)備潤滑有兩種主要類型，即機(jī)油潤滑和循環(huán)潤滑。無論潤滑形式如何，均應(yīng)定期檢查和更換潤滑油。當(dāng)新安裝的變速器首次使用時(shí)，應(yīng)在10 ～ 15運(yùn)行天后及時(shí)更換新機(jī)油，以后期間每6個(gè)月更換一次。日常使用中還應(yīng)定期檢查潤滑油的質(zhì)量，并做好減速器密封保護(hù)工作。當(dāng)潤滑油中的粉塵和金屬粉末超過標(biāo)準(zhǔn)或潤滑油在檢查過程中惡化時(shí)，應(yīng)及時(shí)過濾或完全更換潤滑油，如果潤滑油質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，不應(yīng)勉強(qiáng)使用，以避免變速器嚴(yán)重磨損。

3.2斷軸修復(fù)技術(shù)

齒輪軸具有不規(guī)則截面形狀，截面磨削后長度減小，焊后彎曲強(qiáng)度較低。此時(shí)，應(yīng)該重新包裝斷裂的刀柄的小端。具體的制造工藝如下：首先選擇42CrMo經(jīng)調(diào)質(zhì)硬化的橡膠棒作為制造材料，一端應(yīng)按照原尺寸重新包裝。而另一端加工成長軸，并協(xié)同形成加工孔。第二，焊接兩個(gè)相對曲面的槽。第三個(gè)是軸表面的加工和磨削機(jī)。

3.3齒輪點(diǎn)蝕和剝落維護(hù)保養(yǎng)

變速器齒輪表面的孔口磨損和爆裂是變速器損壞的另一個(gè)常見問題。在正常工作條件下，減速器齒輪的表面將會有一定程度的穿孔?？仔褪称返拇嬖谙魅趿她X輪的抗疲勞能力，孔型食品的進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致了牙齒表面的凹陷。齒輪齒表面的穿孔腐蝕和褪色與齒輪的工作狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)齒輪的齒面脫開或剝離時(shí)，齒輪表面的金屬材料會以顆粒或小塊的形式斷裂，從而導(dǎo)致齒輪表面出現(xiàn)許多坑孔。這些坑坑的進(jìn)一步發(fā)展很可能導(dǎo)致齒輪表面質(zhì)量惡化，最終導(dǎo)致齒輪損壞。齒輪的孔口磨損分析對減速器的長期使用和誤差抑制具有重要作用。

3.4綜合目標(biāo)邏輯判斷法

根據(jù)設(shè)備故障對生產(chǎn)的影響以及安全問題的程度，該過程首先確定設(shè)備以后是否需要維修或積極維護(hù)。如果設(shè)備故障對生產(chǎn)影響不大，人員或設(shè)備的安全不受危害，維護(hù)后經(jīng)濟(jì)，則應(yīng)選擇后維護(hù)方法。否則，可以進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。關(guān)于狀態(tài)預(yù)測，有必要繼續(xù)評估維護(hù)或定期預(yù)防性維護(hù)。如果無法檢測到故障跡象，但周期性（磨損時(shí)間）較長，則應(yīng)定期進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。如果可以檢測到故障跡象，故障的周期不強(qiáng)烈，請使用狀態(tài)預(yù)測。如果能夠檢測到故障現(xiàn)象，通過比較預(yù)測性維護(hù)是否比預(yù)防性維護(hù)更經(jīng)濟(jì)，可以獲得更高的周期性。如果經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，則應(yīng)采用預(yù)測性維護(hù)。否則，應(yīng)使用預(yù)防性維護(hù)。如果不能檢測到設(shè)備故障，也沒有常規(guī)規(guī)則，我們應(yīng)該把重點(diǎn)放在對策上。

3.5減速機(jī)齒輪進(jìn)行檢測

結(jié)果表明，材料組成、夾雜物、晶粒尺寸、硬度和浸潤深度均符合要求。齒輪裂紋的主要原因如下。由于線切割速度太快，齒輪扳手路徑粗糙，加工軌跡清晰，過渡圓角形狀不規(guī)則，從而加劇了時(shí)鐘道路上的應(yīng)力集中，從而形成裂紋源，并在磨削應(yīng)力作用下逐漸擴(kuò)大裂紋。此外，電線速度過高會在關(guān)鍵軌道表面造成白色層，白色層中有許多微裂紋，導(dǎo)致裂縫在隨后的過程中擴(kuò)散。具有銳角凹轉(zhuǎn)角、凸邊或凹口的零件會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，并可在制造和使用過程中在銳凹轉(zhuǎn)角、凹口或凸邊轉(zhuǎn)接處形成裂縫。此外，在加工過程中，加工表面上由操作引起的刀具痕、切削形狀和機(jī)床精度會引起應(yīng)力集中并降低性能。檢查后發(fā)現(xiàn)扳手表面粗糙，加工刀具的痕跡在表面清晰可見。關(guān)鍵值根處的過渡件形狀不規(guī)則，應(yīng)力集中程度較大。Keyway表面有一層白色層，這是一層淬火層，含有大量殘留的奧氏體。殘馀奧氏體是一種不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可連續(xù)轉(zhuǎn)化為馬氏體，造成更大的負(fù)荷。當(dāng)應(yīng)力集中在過渡件中時(shí)，過渡件中應(yīng)力集中現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致微裂紋。

4結(jié)束語

齒輪減速機(jī)與增速機(jī)是各類廠礦關(guān)鍵設(shè)備，受齒輪材料、熱處理、運(yùn)行條件、使用維護(hù)、制造安裝等諸多因素的影響，運(yùn)行中會產(chǎn)生如齒輪齒面疲勞點(diǎn)蝕剝落、磨損、膠合、塑性變形和輪齒折斷等多種形式故障，導(dǎo)致其不能正常工作，甚至造成重大設(shè)備事故而影響生產(chǎn)。因此必須準(zhǔn)確把握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并預(yù)測其發(fā)展趨勢，實(shí)踐證明實(shí)施振動狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，是最常用的且行之有效的方法。

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