刘恩来
弗兰德传动系统有限公司 天津市 300400
摘要：立磨行星齿轮主减速器是立磨运行的核心设备，其稳定运行是立磨生产的基础，由于它属于重载设备，在长期运行情况下易发生故障。因此，对立磨行星齿轮减速机偏载的处理进行研究具有重要意义。本文对立磨行星齿轮减速机偏载的分析处理进行了重点探讨。
关键词：行星齿轮；减速机；偏载
一、齿轮减速机概述
齿轮减速机是利用各级齿轮传动来达到降速的目的。减速器由各级齿轮副组成，比如用小齿轮带动大齿轮就能达到一定的减速目的,再采用多级结构,就可降低转速。齿轮减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。随着减速机行业的发展，越来越多的企业运用到了减速机。
二、行星齿轮减速机偏载
某公司生产线设备管理采用现场设备管理人员的专业点检模式，点检人员使用专业点巡检仪，结合振动波形图和频谱图的数据趋势分析。巡检中发现立磨减速机二级平行轴传动部分有异常振动，反映在二级平行轴传动部分运转时有轻微的“唰唰”声。同时，从点检系统产生的振动速度谱中发现异常振动值。另外，根据振动数据的变化初步判断，平行斜齿轮副的啮合条件可能发生变化，齿面啮合情况可能变差。停机后，在两级平行主从斜齿轮工作面均匀涂抹红丹粉，盘动减速机一级轴，观察平行斜齿轮副齿面啮合情况。主动斜齿轮的啮合区域偏于齿面下部，啮合区域分散而不集中，齿面啮合接触点在齿面长度方向上的比例小于40%，正常齿面在齿面长度方向上的比例不小于70%。由此可见，减速机两级平行斜齿副齿面啮合确实存在问题。
三、行星齿轮减速机出现偏载的处理
1、从减速机一级锥齿轮处分析
1)测量整个高速轴的轴向间隙。将百分表吸附到减速机高速联轴器上，使百分表起点归零，将5t螺旋千斤顶放在联轴器端面及减速箱之间，手动操作机械顶，使机械顶升降套靠近减速器高速联轴器端面，然后手动操作机械顶，将机械顶升降套筒与高速联轴器的端面分离，观察并记录百分表数值变化，变化数值即为高速轴的轴向间隙。用此方法测量减速器高速轴轴向间隙为0.12mm，符合减速器高速轴轴向间隙0.10～0.20mm的技术标准。
2)测量螺旋伞齿副啮合侧隙。减速器一级锥齿轮传动螺旋锥齿轮及螺旋盆齿工作面涂红丹粉。对于单向传动的螺旋伞齿副，小伞齿受力工作面为凹面，匹配的螺旋大伞齿受力工作面为凸面。手动转动减速器高速轴10圈，检查螺旋伞齿副啮合面情况。同时将百分表安装在减速器内腔的支撑架上，百分表指针指向螺旋盆齿的凸面，使百分表的初始点归零。人员进入减速机内腔体，用手轻轻转动螺旋盆齿，检查并记录百分表值的变化。百分表的变化值为一级传动螺旋小伞齿与匹配螺旋盆齿轮的啮合侧隙值。测量结果表明，螺旋盆齿及螺旋伞齿的啮合侧隙为0.68mm，满足0.40～0.80mm的侧隙安装标准。
2、减速机二级传动平行斜齿轴部位本体分析
1)在二级传动部分，尽量调整主动斜齿轴与从动齿轮的齿面啮合。
由于减速器二级传动时主动斜齿轮及从动齿轮啮合区偏齿面的下半部分，啮合区分散不集中，齿面上的啮合接触点在长度方向上的比例小于40%，正常齿面啮合接触点在齿面长度方向上的比例不小于70%，表明齿面啮合已出现问题。目前首要任务是有效调整主、从动斜齿轮副齿面啮合状态，因此，考虑拆出减速机腔内主动斜齿轮轴顶部的调整垫片，重新调整垫片尺寸，从而使主动斜轴与从动齿轮在二级传动部分的相对位置发生变化，最终使整个二级平行斜齿轮副的齿面啮合发生变化。但现实中，由于内腔空间设计的限制，整个调整垫片的紧固螺栓无法在减速箱内部拆除，此方案未能成功实施。
2)离线拆检。考虑到立磨主减速机的安全运行，在年度检修时更换了减速机，并对减速机进行了离线拆检。先用100t吊车将三级行星齿轮传动机构吊出，再拆解为两级平行斜齿轮传动部位。经现场数据计算验证，采用磨床对两级主动斜齿轮调整垫片进行0.20mm的磨削，然后回装调整垫片，锁紧调整垫片的紧固螺栓，再次检查二级平行斜齿轮副的啮合情况，齿轮啮合无大的变化。通过以上操作，表明减速机二级传动部分还存在其他问题，需继续查找原因。活动从动齿轮轴承座，调整主动斜齿轴与从动齿轮的齿面啮合。将二级传动部位从动齿轮的轴承支座上的M36固定螺栓全部取出，然后取出轴承座上的6个φ50(1：50)定位锥销。采用5t行车，取2t倒链3个，间隔120?连接轴承座，轻轻启动5t行车，整体转动轴承座，此操作目的是使两级平行斜齿轮主轴有一定的自由运动量，从而观察两级平行斜齿轮副的啮合是否发生变化。依据该方法操作后，两级平行斜齿轮副的啮合条件不变。
4)找到问题根源。将50t液压顶放在减速箱从动齿轮轴承座端面及二次传动部位，取百分表l块吸附在减速箱上，百分表指针指向轴承座端面，其初始起点归零。启动液压顶，待百分表值变化0.20mm时，停止液压顶动作。观察二级传动部分主动平行斜齿轮与从动斜齿轮的齿面啮合是否发生变化。通过观察发现，齿面啮合状况得到了改善，继续启动液压顶并将百分表值变为0.40mm，此时发现齿面啮合状况又再次改善。通过以上操作，初步判断二级传动部分从动斜齿轮轴可能存在垂直度偏差问题。为进一步验证这一判断的正确性，在二次传动主动平行斜齿轴上安装了50t液压顶1台，将液压顶放在减速机箱体及主动平行斜齿轴顶端轴承座端面处，取百分表1块吸附在减速箱上，百分表指针位于轴承座端面处，百分表原点归零。启动液压顶，当百分表值变化0.20mm时，停止液压顶动作。观察二级传动部分主从平行斜齿轮副的齿面啮合是否发生变化。通过观察发现，此时斜齿轮副啮合效果最佳，主、从动斜齿轮齿面啮合接触点在各自齿面长度方向上占70%以上。同时发现二级传动部分从动齿轮轴承座的6个φ50(1：50)锥销定位孔处有1mm的错位。结果表明：在减速器的二级传动部分，主、从动斜齿轴系的中心线不平行。当从动斜齿轮轴承座的六个定位锥销安装定位后，主、从动斜齿轴的垂直度开始出现问题。
5)找到解决问题的方案。找到问题的根本原因后，有两种解决方案。①在二级传动部分从动斜齿轮轴承座上安装6个φ50(1：50)锥销定位孔，用于重新加工并配钻定位销。这种方法需在现场进行定位销的配钻。经综合分析，由于从动斜齿轴涉及一级锥齿轮传动及三级行星齿轮传动，定位销孔现场重钻技术含量高，操作精度高，若实际操作误差大，二级传动部分的从动斜齿轴会出现偏斜，这将对整个传动系统造成不可逆转的损坏。②对二级传动部分从动斜齿轴的平行斜齿齿进行修模。在综合计算现场测量数据的基础上，对从动斜齿轴的平行斜齿采取沿平行斜齿的齿面方向，工作面修模量逐级递减，工作齿面最大修复数据为0.15mm，最小修模数据约为0.05mm。考虑到该方法的高安全系数，若修模后二级传动处的平行斜齿轮副的啮合状况未得到改善，则可继续对从动斜齿轮进行修模处理，直到二级平行斜齿轮副的啮合状况达到最佳为止。因此，二级传动部分的从动斜齿轮最终被拆除，然后由专业加工机构进行修模处理。
参考文献：
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