中心傳動磨機(jī)減速機(jī)的振動故障排除

我廠1臺Φ2.2m×11m原料磨的配套減速機(jī)為D110A型，其輸入軸轉(zhuǎn)速740r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速20.7r/min，電機(jī)功率為630kW，由洛陽礦山機(jī)械廠制造。1992年11月投入使用，初期基本正常，1994年10月發(fā)生微振，1997年3月被迫停機(jī)檢修。  

1　減速機(jī)結(jié)構(gòu)  
　　
該減速機(jī)傳動示意見圖1，為兩級減速，1級為斜齒輪，2級是1組人字齒輪。平衡輪(大人字齒輪)是靠兩側(cè)小人字齒輪與之嚙合作為第一支撐點，另一支撐點則是磨尾主軸瓦，兩個支撐點之間設(shè)有1組彈性吊瓦作輔助支撐。每個小人字齒輪中間空套1件定位圈，它與平衡輪中間軌道之間留有0.4～0.6mm平衡間隙，當(dāng)減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時兩側(cè)定位圈在平衡輪中間軌道的帶動下被動地轉(zhuǎn)動，用于保證平衡輪與小人字齒輪軸之間的中心距a。減速機(jī)入軸端帶有一套蝸輪、蝸桿慢速傳動輔機(jī)，輔機(jī)與減速機(jī)之間采用單向牙嵌離合器聯(lián)接(圖中沒表示)。各齒輪、軸承、軌道的潤滑主要依靠飛濺形式潤滑，并配有一套水冷循環(huán)供油站，作為調(diào)節(jié)減速機(jī)內(nèi)部油溫之用。  
　   
  
圖1　D110型減速機(jī)傳動示意圖  

2　減速機(jī)的損壞情況  
　　
1997年3月份檢修時，輸入軸跳動0.81mm，輸出軸跳動1.85mm，并伴有周期性振動。齒輪齒面完全膠合，齒面凹凸不平似金屬燒鎦。平衡輪中間軌道(材質(zhì)為灰鐵)出現(xiàn)無數(shù)麻點，麻點周圍材質(zhì)已完全疏松，用鐵器能成片撬掉，且在軌道面的圓周上有4塊13～72cm2，深約2～3mm的脫落斑塊，平衡輪軌道面已形成約5mm深的疲勞層，不能繼續(xù)運(yùn)行。  

3　振動原因分析  
　　
設(shè)備初期保養(yǎng)不好，造成齒面點蝕、膠合，使齒面接觸精度受到嚴(yán)重破壞，在運(yùn)行時必然會產(chǎn)生振動，又加劇了齒面膠合。同時因齒面膠合振動，造成平衡輪轉(zhuǎn)動不平穩(wěn)，定位圈與軌道之間產(chǎn)生無規(guī)律的碰撞、擠壓、摩擦，導(dǎo)致軌道面疲勞點蝕，發(fā)展到疲勞層大面積脫落形成凹坑。當(dāng)減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到一側(cè)定位圈陷入凹坑(凹坑深度x)時，對應(yīng)的另一側(cè)定位圈與軌道的間隙就會發(fā)生急劇變化，平衡輪與之相嚙合的兩側(cè)小人字齒輪中心距也隨著變動，嚙合間隙時大時小，形成平衡輪不平衡的無軌跡運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(見圖2)，中心距一側(cè)為a-x，另一側(cè)是a+x。   
  
圖2　失衡振動分析圖  

4　修復(fù)方法  
　　
采用反向運(yùn)行的方法解決齒面嚴(yán)重膠合；采用現(xiàn)場不解體(太重太大)車削平衡輪軌道面，消除疲勞層和凹坑，增加定位圈厚度來補(bǔ)償軌道面車削后的深度，解決軌道面出現(xiàn)的疲勞層和凹坑。  

4.1　軌道面的車削方法及注意事項  
　　
用原有的慢速輔機(jī)作車削動力源，它傳輸?shù)狡胶廨喩系霓D(zhuǎn)速為0.17r/min。平衡輪的徑向跳動為0.035mm左右，可滿足車削要求。為減小車削時跳動，保證加工精度，將輔機(jī)的單向牙嵌離合器暫點焊住，令輔機(jī)反轉(zhuǎn)，利用另一側(cè)好齒面嚙合傳動。  
　　
在減速機(jī)的底箱平面上，固定預(yù)制好的高強(qiáng)度龍門刀架(見圖3)。   
  
圖3　龍門架  
　　
軸向進(jìn)刀和徑向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的組合體安裝在龍門刀架上(可借用C630、C620車床的小刀架組合)。在安裝進(jìn)刀機(jī)構(gòu)時，要保證軸向進(jìn)刀與平衡輪軸線的平行度，在軌道面110mm的寬度內(nèi)，保證0.05mm以內(nèi)的誤差。安裝車刀時其切削點應(yīng)在平衡輪軌道面最上部的水平切點或沿著平衡輪旋轉(zhuǎn)方向滯后中心10mm左右，但不宜超前，以利于刃部切削也可有較好的粗糙度。   
  
圖4　壓光輥  
　　
徑向或軸向的進(jìn)刀量均不宜過大(1mm內(nèi))，卡刀、打刀會造成龍門架的振動甚至損壞，影響車削精度。疲勞層及凹坑全部車削后，應(yīng)全面細(xì)致檢查被加工的軌道面，確認(rèn)無任何缺陷時，才可進(jìn)行精車。精車前應(yīng)重新用百分表核驗軸向進(jìn)刀與平衡輪軸線的平行度，以保證軌道面是正圓柱體。精車時軸向、徑向進(jìn)刀量均應(yīng)掌握在每轉(zhuǎn)在0.10mm以內(nèi)為好。精車后，為達(dá)到最佳粗糙度可采用軸承壓輥(見圖4)裝在車刀的位置上滾壓、擠光軌道面，基本上已達(dá)到設(shè)計粗糙度3.2的要求，軌道面徑向跳動均在0.05mm以內(nèi)。  
　　
如果發(fā)現(xiàn)精車后的軌道面上有極少數(shù)小氣孔、砂眼(不超5mm)等缺陷時，可采用現(xiàn)場鉆孔、攻絲、鉚粘螺釘法彌補(bǔ)，可盡量減少車削量。  

4.2　重新配制定位圈尺寸確定  
　　
定位圈尺寸值的正確與否是直接影響傳動精度的關(guān)鍵因素。軌道面車削完畢后要精確測量車削深度R1，不能認(rèn)為車削深度即是定位圈的增加值，還應(yīng)考慮小人字齒輪軸承的游隙、軌道面的粗糙度、小人字齒輪軸在定位圈處的磨損量、軌道面與定位圈之間應(yīng)留的規(guī)范值。采用的方法是：首先退掉兩側(cè)小人字齒輪軸上的定位圈，然后將平衡輪軌道均分8等分，測量出軌道面與小人字齒輪軸之間8個距離尺寸，把多次測得的數(shù)據(jù)求出算術(shù)平均值R2。兩個舊定位圈的厚度我們測得為R0和R′0，已知定位圈與軌道的規(guī)范游隙值為0.4～0.6mm(取0.4mm)軸承游隙的增入值為0.07mm。綜上因素確定舊定位圈實測內(nèi)徑尺寸不變，外圓半徑增厚值(R)公式：  
　　　　　　(R2-R0)+(R2-R′0)-0.4  
　　R = ────────────── + 0.07  
　　　　　　　　　　2  
　　實測數(shù)據(jù)及定位圈外圓半徑增厚值見表1。 

4.3　慢速輔機(jī)牙嵌離合的改造  
　　
減速機(jī)反轉(zhuǎn)改造，因此原單向離合器也應(yīng)反向，采用了機(jī)械與電器雙閉鎖形式。具體辦法是：在離合器的操作手柄上安裝一個行程開關(guān)并焊一鎖鼻和機(jī)殼上焊的鎖鼻相對應(yīng)，如果利用輔機(jī)驅(qū)動磨機(jī)時，手柄向左打脫開鎖鼻，離合器嵌合，這時行程開關(guān)的結(jié)點斷開，啟動主電機(jī)操作回路。如若啟動主電機(jī)時手柄向右打，離合器徹底脫開后，行程開關(guān)的結(jié)點才能形成啟動主電機(jī)的操作回路，這時手柄鎖鼻與機(jī)殼鎖鼻重疊鎖孔正對上鎖后，主電機(jī)才能運(yùn)轉(zhuǎn)。  

5　結(jié)論  
　　
試運(yùn)程序是按新減速機(jī)的空負(fù)荷、1/3負(fù)荷、2/3負(fù)荷、滿負(fù)荷4個階段進(jìn)行的。  
　　
通過投料試生產(chǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)正常平穩(wěn)、無噪音、電流穩(wěn)定、節(jié)電約1/10、輸入軸跳動0.13mm，輸出軸跳動0.21mm。檢修時間只用了18d，耗資1.2萬元，經(jīng)過17個月的正常運(yùn)行，生產(chǎn)原料漿28萬t。