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推钢机蜗轮蜗杆减速机的故障分析与解决方法

2015-03-27 11:32:56 格鲁夫机械 Www.Gelufu.Com 点击数:
推钢机蜗轮蜗杆减速机的故障分析与解决方法

本文以板材公司的实际情况为例,重点介绍蜗轮蜗杆传动失效形式给减速机带来的故障。针对故障原因分析、查找、修复、改善和解决,以延长减速机的寿命,确保设备的正常运转。

       推钢机电机带动蜗轮蜗杆减速机减速机带动主动轮,主动轮带动推头,从而实现将钢坯推入加热炉的动作。在推钢机整个传动系统中蜗轮蜗杆减速机是最重要的环节,它不但将动力传动到工作单元,也还承担重载荷。在一次重大故障中,因推钢机减速机蜗轮蜗杆传动失效,轮齿磨损( 齿厚只剩原齿的 15%左右) 。

一、推钢机蜗轮蜗杆减速机的传动原理

       减速机由输入轴,双头环面蜗杆轴,蜗轮轴及箱体几大部件组成。传动原理: 由输入轴斜齿轮带动与其相啮合的蜗杆轴的斜齿轮进行传递给蜗杆,再由蜗杆传递给蜗轮最终达到动力的传递和实现传动比为 1: 68 的减速运动。

       蜗轮蜗杆传动特点: 一是传动比大,结构紧凑,重量轻。二是传动平稳,无噪音。因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿,它与蜗轮齿啮合时是连续不断的,蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程,因此工作平稳,冲击、震动、噪音小。三是有自锁性。蜗杆的螺旋升角很小时,蜗杆只能带动蜗轮传动,而蜗轮不能带动蜗杆转动。四是蜗杆传动效率低,一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低。尤其是具有自锁性的蜗杆传动,其效率在 0. 5 以下,一般效率只有 0. 7 ~ 0. 9。五是发热量大,齿面容易磨损,成本高。

二、蜗杆传动系统失效形式

蜗轮蜗杆传动中,由于材料和结构上的原因,蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗轮轮齿强度,所以失效常发生在蜗轮轮齿上。由于蜗杆传动中的相对速度较大,效率低,发热量大,所以蜗杆传动的主要失效形式是蜗轮齿面胶合、点蚀及磨损。

三、故障原因分析

以一次重大蜗轮磨损故障为例,在蜗轮传动失效后不能带动推臂传递动力。对这一故障具体进行分析:

( 一) 开盖检查。一是蜗轮轮齿磨损严重( 如图 1) ,所剩无几,蜗轮蜗杆不能正常啮合。二是润滑油里含有大量的铜粉、杂质。三是蜗轮轴两端两盘轴承磨损严重、损坏,输出端密封处磨损,漏油。四是刮油板磨损变形。五是蜗杆轴轴向窜动量超标。  

( 二) 失效原因分析:

      一是轴承的损坏直接影响蜗轮蜗杆的正常啮合,也就是说失去了蜗轮蜗杆正常工作所具备的几项技术要求。润滑油由于杂质较多,润滑效果变差,不能正常形成油膜,增加蜗轮蜗杆的磨损。蜗轮蜗杆载荷过大,频繁启动,强行摩擦,加剧磨损。二是轴承的损坏原因。一种是装配轴承时,装配调整不当,轴向窜动量过大。轴承压盖螺栓预紧力不均匀,螺栓松动。另外,润滑油不能正常通过刮油板进行导流,润滑油不能到达轴承位进行润滑,温度

升高,材料硬度降低,产生粘连或磨损,最后导致轴承损坏。三是刮油板磨损变形。刮油板为铜质材料,正常情况下,刮油板不受力,只与蜗轮齿侧端面产生轻摩擦,进行润滑油的引流。润滑油经过油槽流进轴承进行润滑。蜗轮轴轴向窜动量较大,蜗轮轴就会下沉,工作中带有载荷运动时会产生侧向偏移。当蜗轮轴轴向偏移量大于 2mm 时,刮油板抵抗不了蜗轮的偏移,导致刮油板变形、磨损或位置后移,而另一端脱离蜗轮不能导流,轴承润滑不良,造成磨损。四是由于蜗杆材料硬度高,耐磨性好,蜗轮材料为铸铝青铜,材质较蜗杆软,磨损只能在蜗轮上产生。

四、故障处理及预防

处理方法是更换蜗轮蜗杆做到整套使用,达到良好的啮合精度及接触精度。

( 一) 在装配前对减速箱箱体及蜗轮蜗杆进行彻底的清洗和清理。轴承在装配时应涂上润滑脂,防止润滑不到位,产生干摩擦。蜗杆轴承包端部轴承用压铅法测量轴承游隙。在压铅过程中,用力不要过大,对称预紧要均匀。测出两铅皮最薄处的厚度即为轴承间隙值,再加上 0. 05 ~0. 1mm 的游隙量,选取厚度合适的垫片,涂上密封胶进行安装紧固。装配后轴承转动应灵活,轴承游隙应符合标准值。

( 二) 装配中,根据图纸要求,先将蜗杆轴在轴承包及箱体面之间加上 2mm 的垫片,预紧,待调整轴向间隙。双头环面蜗杆必须进行轴向位置的调整。与圆柱蜗杆不同,圆柱蜗杆一般对轴向位置要求不严格。装配后进行手动盘车,旋转灵活无卡滞现象。然后将蜗轮装入减速机箱体,蜗轮轴吊运下落时,应缓慢平稳,最后要用吊链进行下落,防止蜗轮蜗杆撞击,造成蜗轮塑性变形。蜗轮安装到位后,用压铅法调整蜗轮轴轴承间隙,保证蜗轮轴轴向窜动量在 0. 05 ~0. 1mm 范围内,然后给蜗轮齿面涂色,手动盘车显点,根据显点位置不同调整方法也不同。当显点偏向一侧较多时,调整蜗轮轴的轴向位置,轴承间隙暂不调整。只要把显点另一侧轴承包端部垫片撤出一定量,加到显点方向端部,进行紧固,再进行研点,按照上述方法调整到显点正常后为止。当显点偏移向齿根部时,调整蜗杆轴的轴向位置,也根据研点调整法进行调整,直到显点在节线位置上下均匀,稍偏向旋出方向为正常。

( 三) 装配后,检查蜗轮的啮合侧隙。可用手盘输入轴,在蜗轮不动的情况下,观察蜗杆旋转的角度,来测出齿侧间隙。齿侧间隙过小,润滑不好,啮合过紧,转动费力,有卡滞现象,出现此种现象应下机进行修复。齿侧间隙要适当,蜗杆轴带动蜗轮轴旋转灵活,无死点。

( 四) 调整检测完毕,加入 N460 极压蜗轮蜗杆油,高度在标尺范围内,对刮油板进行改造。刮油板由厚铜板改造为薄钢片,并制作出一定的角度,由一定的压力固定在支架上,保障刮板与蜗轮齿侧端面接触,能顺利将润滑油引流。

( 五) 在新蜗轮蜗杆制作加工时减小齿面的表面粗糙度。

( 六) 要做好日常维护与保养,发现问题及时处理或上报。检查项目如下: 一是检查输入轴、蜗轮轴、蜗杆轴在动态下轴向窜动是否超标。二是润滑油油量是否充足,润滑油是否含有磨削杂质等。三是检查蜗轮的磨损状况,减速机在运行过程中,有无噪音和振动。

       通过上述故障现象、原因分析和解决方法,在蜗轮蜗杆减速机装配时,要遵循蜗杆传动的五项技术要求: 一是蜗杆轴心线应与蜗轮轴心线相互垂直( 由机加工保证,安装前要检测) 。二是蜗杆轴心线应在蜗轮轮齿的对称中心平面内( 通过调整蜗轮轴向位置保证) 。三是蜗轮蜗杆轴的中心距要准确( 箱孔中心距与机加工有关,手工无法修复,需要严格测量) 。四是有适当的齿侧间隙( 可用手旋转蜗杆,根据空程量的大小,来判断侧间隙) 。五是有正确的接触斑点( 接触斑点应在蜗轮中部,稍偏于蜗杆旋出方向,接触面积在 60% 以上) 。

       减速机装配后进行连续运转试验,在额定转速和额定载荷下进行试车,正反方向跑合时间均不得小于 2 小时,润滑油温升控制在 80 摄氏度以下,试车时各密封处不能漏油,试车合格后,清除箱体内的油及杂质,重新加油再做整体试车。

五、结语

      推钢机蜗轮蜗杆减速机经过检修后,以上问题得以有效解决,起到了良好的效果,齿面啮合接触良好,延长了减速机的使用寿命,有效保障了设备的正常运转。

关键词: 蜗轮蜗杆 减速机
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