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克維斯傳動:減速機存在問題剖析解決
作者:無錫市克維斯傳動機械有限公司    發布于:2013-03-27 08:33:38    文字:【】【】【
摘要:克維斯傳動:減速機存在問題剖析解決

  1減速機的技術參數。

  平煤集團四礦一水平主井提升采用的單繩纏繞式提升機,為洛陽礦山機械廠生產的XKT2-3.5 1.7B20型提升機,配用1臺日本東京國立有限公司生產的EFUDQ型異步電機,配用減速機為洛陽礦山機械廠生產的ZHLR-170KG型圓柱圓弧分流人字齒減速機,其主要技術參數如下。

  型號ZHLR-170KG速比20傳動級數2最大輸入轉速750r/min輸出轉矩30kN#m中心距(大軸-三軸)1700mm投入運行時間1994年2減速機故障分析及其處理措施。

  2.1故障的發現與分析。

  該減速機曾于2002年4月進行了清洗,檢查和換油,檢修時未發現異常。該檢修項目周期為1年,2003年2月,在未到檢修周期的情況下,發現減速機在運行中有異響,隨決定當月底進行停產檢修。吊開減速機上蓋后,經檢查發現,軸大齒輪齒面有一處裂紋,裂紋長度達80mm,深至齒坯外圈。經超聲波無損探傷,發現裂紋長達100mm.齒輪裂紋分為工藝裂紋和使用裂紋2種。作者分析認為,該裂紋應屬于輪齒齒根過渡曲面處出現的彎曲疲勞裂紋,其特征為應力重復交變,此種裂紋源通常為齒輪表面應力集中處,如齒根圓面,材料缺陷處等。交變應力水平過高,材料缺陷與應力集中等因素共同作用的結果導致裂紋產生。

  通常,初始裂紋產生在凹齒面和齒根過渡曲面的相切處附近,當齒根的循環彎曲應力超過材料的疲勞極限時,將引起齒根疲勞裂紋不斷擴展,最終導致折斷。圓弧齒輪的齒面瞬時載荷集中在齒寬上較窄的一段接觸面上,載荷由一部分齒寬的齒面承接,因此,齒根應力較大。

  該減速機軸大齒輪為鑲套式齒輪,其主要技術參數如表1所示。

  常規設計時,齒圈齒根到輪轂與齒圈結合面的距離應35~40mm.如小于上述值,切齒殘余應力會造成使用中崩圈。

  查閱齒輪手冊,裂紋的失效判據為:大于等于齒寬的1/4.因此裂紋長度為80mm>200mm1/4,故可判斷為失效。如果不處理,將會導致斷齒或齒端崩角,輪緣斷裂,甚至崩圈。

  2.2處理方案。

  方案1.更換軸大齒輪齒圈,大齒輪或軸。

  這3種方法均需較長的加工周期,停產時間長,損失過大,不宜作為首選方案,可作為備用方案。

  方案2.焊接裂紋。該方案為應急方案,但考慮到焊接只能對表面進行焊接,對裂紋內部無法處理,焊接可能引起應力集中,引發裂紋增大,故此方案不可行。

  方案3.在裂紋擴展前沿鉆孔,做鈍化處理,防止裂紋繼續擴大。同時為防止崩圈,于裂紋2邊的齒根部鉆孔,攻絲,把齒圈與齒坯聯為一體。齒輪2側打夾板,穿上銷釘做固定聯接。為防止齒端崩角,進行齒端修薄,修薄量&s為0.01~0.04mn,與此同時,對箕斗做減荷處理,即用鐵板封閉1/3的箕斗空間,以減小換向沖擊。該方案為臨時處理方案,可保證在安全的前提下提升機繼續提升,維持生產,等待軸加工完畢后,再進行更換。

  經過3種方案比較,作者認為,方案3較為可行,故選用了該方案。與此同時聯系生產廠家加工減速機軸。

  3.3修復工藝。

  (1)在裂紋前沿鉆直徑6mm,深50mm的截止孔一個。

  (2)用搖臂鉆在裂紋兩邊的齒根部各鉆4個8.5mm孔,深度50mm,然后用M10絲錐攻絲,用M1042mm高強度螺釘把齒圈與齒坯做螺紋聯接,為防止螺釘在運轉中竄出,用銅焊封堵螺釘尾部。

  (3)在大齒輪兩側各打一矩形夾板,夾板厚度10mm,夾板上鉆4個10mm孔,與齒輪側面配鉆,而后穿上與之過盈配合的銷子,夾板中間鉆一個10.3mm孔,攻M12螺紋,做緊固夾板防松用。由于該齒輪內側直接加夾板影響軸軸齒輪與低速軸大齒輪相嚙合,其間隙僅有2~3mm,故需在大齒輪此側銑掉10mm,以放入夾板,夾板上面與齒根圓面下面水平。銑槽采用X2012型龍門銑床。

  (4)齒端修薄采用風動指形磨刀,修薄量為0.1 mm.(5)箕斗做減荷處理:在箕斗內焊2塊2000 mm1570mm6mm鐵板封住650mm寬的空間(已除掉鐵板質量)。

  4使用效果。

  按上述方法處理完畢后,減速機經清洗,檢查,重新裝配,共用時32h,主井提升恢復運行。為加強管理,安排專人3班,在交接班期間打開減速機觀察孔蓋,檢查裂紋情況。運行1個月后進行檢查,未發現裂紋有發展跡象,新加工軸到貨后,經安裝,研齒,跑合后減速機恢復正常提升。該減速機應急檢修方案為今后處理齒輪在循環應力作用下產生的疲勞裂紋提供了參考。

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