天津市新天钢中兴盛达有限公司 天津静海 301600
摘要：随着拉丝机的广泛应用，其加工的硬化钢丝在民用和工用中都有重要的市场价值，文章结合直进式拉丝机中齿轮减速机在使用时出现失效问题的原因，详细讨论问题解决和改进的相关对策，包括改进输入结构、注重轴承润滑等，为直进式拉丝机齿轮减速器的选择和使用提供一定的借鉴作用。
关键词：直进式拉丝机； 齿轮减速机； 应用策略
引言
直进式拉丝机具有多个拉拔头，是一种具备连续生产能力的小型设备，以逐级拉拔的方式，能够一次性将钢丝直接冷拉至实际所需规格，在目前拉丝机设备中工作效率算是比较高的。减速机在直进式拉丝机中的主要作用在于通过带动卷筒的旋转，为拉丝机提供一定的拉拔力，是机械设备中十分重要的动力装置。目前齿轮减速机中以斜齿轮减速机、伞齿轮减速机等为主要应用类型，通用性能强，应用最为广泛。
1.齿轮减速机失效问题发生的原因
拉丝机中齿轮减速机应用出现失效问题主要有齿根断裂、齿面损坏、油封失效以及轴承早期失效等，其中尤以齿面损坏问题最为常见，容易使设备产生严重的损失。具体失效问题发生原因和表现如下：
（1）齿轮减速机发生断齿是机械工程中最为严重的问题，主要有过载折断、疲劳折断、随机折断等，过载折断最为常见，在于减速机在使用中没有进行合理的拉拔力计算，导致结果不准确，拉拔力偏小，致使在进行减速型号选择上出现型号过小问题，经过一次或者多次过载导致齿轮根部易断，断口一般平直且粗糙。疲劳断齿与随机断齿发生部位不确定，多是由齿轮长时间高循环状态下使齿轮发生疲劳裂纹，进而导致折断发生。
（2）齿轮减速机齿面损坏多是由于齿面出现磨损导致无法转动，包括粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损等，产生相关问题的主要原因在于润滑油层不够完整、润滑油剂中含有杂质等。
（3）轴承早期失效主要由于减速器中皮带轮张紧力出现过大不合理状况，导致输入轴所受径向力过大，使轴承发生故障。主要原因多见于润滑处理不到位，润滑油层没有分布均匀厚实，导致失效问题发生。
（4）齿轮减速机油封失效常是由于各类异物进入油封唇部致使油封的唇口发生破损现象，比如各种粉尘颗粒或者部分钢丝碎屑掉落导致，从而导致后续漏油等问题产生，而且在进行长时间工作后由于高温接触，也会造成油封出现磨损和烧伤问题，缩短油封的使用寿命。
目前，很多拉丝生产企业在工作中都是进行24h不间断工作，虽然一般会有备用齿轮减速机，但一旦出现故障，依旧会对整条生产线的生产造成影响，破坏企业正常生产工作，所以对减速机使用中常出现的各类问题进行详细分析并做好风险应对机制和事前发生预防，不仅能够大大减少对生产经营的干扰，而且可以降低对拉丝机等设备的损坏。
2.齿轮减速机失效问题解决对策
在对齿轮减速机常见失效问题进行详细分析之后，本文进行有针对性的问题解决应对策略探讨，包括对拉拔力进行精确计算、完善输入结构、加强渗漏油问题防护工作以及注重对输入轴承的润滑护理等，以保证在齿轮减速机失效问题发生后及时解决，并建立其预防机制。
2.1 精确拉拔力计算
在进行齿轮减速机的选择上，由于大型号的减速机会增加拉丝生产成本，所以很多企业在进行选择时常以小型号的齿轮减速机为主，但是小型号减速机对拉拔力的计算和控制有较高要求，如果没有进行合理精确的拉拔力计算，很容易导致各类问题产生，比如常见的齿根断裂问题，所以在进行计算转矩输出时，需要对拉拔力进行科学分析。
拉拔钢丝原理为：单位拉拔力必须介于钢丝进行变形区时屈服点σ0与钢丝引出变形区时屈服点σ1之间，也即：σ0<单位拉拔力<σ1，而这里的单位拉拔力主要是指钢丝本身所有，是拉拔力与钢丝自身横断面积之间的比值。拉拔力的计算方式有很多种，常见计算方法为：
其中，μ为材料的延伸系数，是延伸后与延伸前的比值，θ为模孔工作锥半角；f为摩擦系数；Л为变形金属的周长，mm；l为定径带长度，mm。在进行拉拔力计算时，应结合实际情况确保各类数据的准确性，以减少误差。
2.2 对输入结构进行优化改善
齿轮减速机的输入结构一般是以皮带电机轮作为输入传导设备，完成减速机的动力输入。皮带电机轮在进行径向力计算时本就容易出现较大情况，再加上具体安装过程中，常以人工方式进行紧张轮的调适，还会进一步增加径向力，从而导致轴承出现早期输入失效等问题。所以在进行输入结构设计时，一方面需要结合直进式拉丝机具体设备应用参数，合理控制径向受力情况，必要时可以加大轴承的型号，并确保与中心距保持相称，减少齿轮轴挠度，从而使齿轮维持正常的齿合运转。另一方面，还要注意控制皮带轮与轴承之间的合理距离，避免距离过大导致的径向力增大问题。一般在进行输入轴的选择时，要首先对径向力进行详细准确的计算，再进行输入结构的完善设计，将皮带轮张紧力维持在可行范围内，避免过大造成的失效问题发生。
2.3 渗漏油的防护
直进式拉丝机中减速机渗漏油问题主要和油封失效有关，在进行渗漏油防护时要将油封设计保护放在重要位置上考虑。针对各类异物和钢屑侵入油封唇口导致的油封损坏问题，可以将油封建立在磁钢附近，把放油螺塞安置在磁钢上，可以有效进行各类金属杂质的清除，减少对油封唇口的破坏。同时需要合理控制盖板输入轴之间的距离，缩小间隙以减少大颗粒杂质进入，结合单唇油封结构设计，并注入润滑油，以有效阻滞各类外部非金属杂质的入侵。除此之外，减速机透气塞在使用中需要注意多进行清洁整理，避免出现被堵塞情况，在进行长时间工作之后应打开透气塞，或者多开透气孔，确保机内的压力得到及时释放，控制机内温度不至于增加过高造成渗漏油问题。最后还要结合拉丝机实际工作能力确保齿轮减速机型号选配得当，并对减速机配置有全面了解，比如是否加工有透气孔、油封安置是何种方式等，确保在实际工作前做好防护准备工作。
2.4 轴承润滑
同样，作为经常出现失效问题的零部件，轴承磨损一直都是减速机中需要重点关注的问题，以油环润滑轴承是进行轴承保护的重要方法之一，可以有效避免生锈，减少摩擦系数，降低轴承温度。在进行轴承润滑时首先要注意对润滑油粘度的选择，将轴承的负荷、转速、温度以及工作环境进行综合考虑：对于轴承负荷大、温度持续较高的情况下，轴承润滑应选择粘度较大的润滑油，反之选择粘度较小的润滑油。再者要结合轴承转速对轴承润滑油多少进行合理控制，如在轴承转速n=1500r/min时，油面需要降低，以防止轴承过热。目前，在润滑中常选用飞溅润滑，可以有效控制油面，并保证经济效益。
3.结语
齿轮减速机在使用过程中常出现各种失效问题，不仅对于正常生产造成一定的影响，还会对拉丝机等设备产生损坏，在进行对常见失效问题分析之后，应注重对拉拔力计算、输入结构、轴承润滑等方面的改善，并结合直进式拉丝机实际应用情况进行合理的管理优化，以促进减速机应用价值的体现，为国家工业发展提供更多助力。
参考文献：
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