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減速機常見故障解析

供稿:中國工控網 2018/8/30 14:05:39

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  • 關鍵詞: 減速機故障
  • 摘要:本文對減速機的常見故障進行了綜合匯總整理,供故障排查時參考。

1 基礎

1、減速機是一種動力傳遞機構,利用齒輪的速度轉換器,將馬達的回轉數減速到所要的回轉數,并得到較大轉矩的機構。

2、減速機的種類很多,按照傳動類型可分為齒輪減速機、蝸桿減速機和行星減速機以及它們互相組合起來的減速機;按照傳動的級數可分為單級和多級減速機;按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速機、圓錐齒輪減速機和圓錐一圓柱齒輪減速機;按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速機。

3、齒輪采用油池潤滑和循環潤滑兩種形式。

4、潤滑油應定期檢查更換,新安裝的減速機第一次使用時,在運轉10-15天以后,須更換新油。以后應定期(2-3個月)檢查油的質量狀況,發現不符合要求時應立即更換,一般至少每半年換油一次。

2簡單分析

2.1、減速機齒輪點蝕與剝落由哪些原因?

答:a.材質、硬度和缺陷。齒輪的材質不符合要求;影響齒輪接觸疲勞強度的主要因素是熱處理后的硬度較低,無法保證齒輪應有的接觸疲勞強度。此外,齒表面或內部有缺陷,也是接觸疲勞強度不夠的原因之一。

b.齒輪精度較差。齒輪加工和裝配精度不符合要求,如嚙合精度、運動精度較差等。還有圓弧齒輪的殼體中心距誤差太大。

c.潤滑油不符合要求。使用的潤滑油的牌號不對,油品的粘度較低,潤滑性能較差。

d.油位過高。油位過高,油的溫升高,降低了潤滑油的粘度,破壞了潤滑性能,減少了油膜的工作厚度。

2.2、請簡單分析減速機串軸原因?

答:a.是由于斷齒使輸入軸失去軸向約束而發生串軸。

b.是中間軸上的從動齒輪與軸緊固不牢所致。在實際傳動中,往往由于從動齒輪與中間軸之間的過盈量不夠,從動齒輪相對中間軸產生軸向串動,進而使輸入軸發生軸向串動。因此,過盈量不夠是造成減速機串軸的主要原因。

c.減速機的轉向對串軸也有一定的影響。

2.3、請簡單分析減速機油溫過高的原因?

答:a.潤滑油不合格或使用時間過長。

b.潤滑油過多,不利于齒輪箱內機構散熱。

c.機件損壞。機件損壞包括齒輪點蝕嚴重,斷齒,軸承保持架、內外圈、滾珠損壞以及軸承抱死或軸變形嚴重;

d.箱體外部被雜物或灰塵覆蓋。當減速機周圍堆放東西或機體表面長期沒有清理時,有可能因雜物或灰塵的覆蓋導致減速機散熱不完全以致使油溫升高;

e.冷卻裝置堵塞或失效。冷卻裝置同減速機一樣置于灰塵較大的廠房中,如果長期工作而未清理內部的管路造成冷卻裝置堵塞或冷卻裝置壞掉時,都會引起減速機油溫升高;

2.4、平常的維護保養及故障:

平常的維護保養主要是:

1.安裝時的調整和試車;2.定期檢查、高溫點檢和油質化驗;3.定期補油和換油。

常見的故障主要有:

1.減速機振動大 ;2.有雜音;3.油溫高;4.漏油;5齒輪損壞;6串軸;7軸承碎裂。

3減速機的維護保養

3.1 安裝和調整

a.為保障減速機裝配精度,安裝時不必開機,不破壞密封填膠,可通過開啟視油蓋檢查或用煤油(柴油)侵洗齒輪表面防銹脂。

b.減速機和電機或主機等聯接件之間采用彈性連軸器也可采用齒輪連軸器或其他非剛性連軸器。

c.減速機應安裝平穩牢固,底座調整墊片必須塹實(選用鋼墊)。和聯接件的同軸度偏差不得大于所用連軸器的允許值。

d.檢查箱體各密合面螺栓是否松動,如有松動重新緊固。

3.2 使用和維護

a.減速機正式使用前必須進行負荷試車。

b.負荷試車前應該按油標位置添加潤滑油,用手轉動,使輸出軸旋轉一周,必須靈活,然后空運轉兩小時,應無不正常的噪音。

c.負荷試車時應逐步加載至滿負荷(有條件時應按25%、50%、75%、100%分四個階段加載),每個階段運轉的時間不少于2小時,應平穩無沖擊振動和漏油,確信無故障后將機內潤滑油放掉或用200目過濾網將油過濾后方可使用。

d.試車過程中如有異常情況應查明原因,予以排除,并立即通知制造廠。

e.減速機運行半年應檢修一次,以后應定期(每周)檢查齒面有無點蝕、擦傷、膠合等缺陷,若缺陷面積沿齒長和齒高方向超過20%,并繼續發展應更換齒輪副。

3.3 潤滑 

a.齒輪采用油池潤滑和循環潤滑兩種形式,按設備說明選用潤滑油,軟齒面、中硬齒面減速機采用:N100~150,硬齒面及行星減速機采用:N220~320。

b.潤滑油應定期檢查更換,新安裝的減速機第一次使用時,在運轉10-15天以后,須更換新油。以后應定期(2-3個月)檢查油的質量狀況,發現不符合要求時應立即更換,一般至少每半年換油一次。在化驗油質量時,若遇到下列情況之一必須及時換潤滑油:

—潤滑油中異物含量超過2%;

—潤滑油中金屬磨料超過0.5%;

—潤滑油中含水量超過2%;

c.減速機的日常維護保養主要是巡檢有無滲油,及時檢查箱內液位,潤滑情況是否良好,各處螺絲是否堅固完好,定期檢查設備的溫度情況,運行一定時間要用鉛絲咬入齒輪的嚙合位,以測齒磨損情況。

4減速機常見故障分析與排除措施

減速機使用過程中可能出現的故障有:漏油、軸承部位過熱、噪音大、減速機油池溫度過高(高于70度)、減速機異響、主動軸竄軸、軸承碎裂、齒輪損壞等,現分析其產生原因 及預防措施。

4.1 減速機漏油

4.1.1、原因分析:

漏油方式有多種,但最常見的是主動、從動軸頭的密封處漏油,尤其是主動軸密封圈處漏油最為嚴重。除上述幾種情況外,還有以下3個漏油部位。

a.沿減速機合箱面處漏油;

b.沿減速機上面的視孔蓋處漏油;

c.沿減速機底部的放油孔處漏油;

視孔蓋處和放油孔處漏油,主要是固定螺栓沒有完全擰緊或沒有裝密封墊片所致。

個別減速機在組裝合箱時,合箱面上留有鐵屑使合箱面不嚴而發生漏油。合箱面漏油的原因,除上述因素外,更重要的是減速機經過一段時間使用之后,殼體發生變形,造成合箱面不平,貼合不緊而發生漏油。

4.1.2、預防及排除方法:

a.密封圈壓蓋采用易拆卸式結構。

b.密封圈采用開口結構。

c.輸入軸軸承處回油孔要適當加大。

d.對減速機殼體進行時效處理,可防止殼體變形,避免沿合箱面處漏油。目前有3種時效方法,一是自然失效;二是人工時效;三是振動時效。可根據實際條件進行選擇和處理。

e.在減速機底座的合箱面上鑄造出或加工出一條環形油槽,且有多個回油孔與環形油槽連通。在減速機工作時,一旦有油滲入合箱面,將會進入環形油槽,再經回油孔流入油箱內,潤滑油不會沿合箱面漏到減速機殼體外面。

f.組裝減速機時,在合箱面上涂一層密封膠(如D05硅橡膠密封膠),可有效地防止合箱面處漏油。

g.減速機油位過高,不僅增加齒輪攪動油的功率損失,潤滑油飛濺嚴重增加漏油機會,而且還導致油溫不斷升高,特別是夏季,環境溫度高,會使油溫增加,潤滑油粘度下降,降低潤滑性能,增加油的流動性和漏失量,直接影響齒輪和軸承的潤滑,降低使用壽命。為此,在使用時必須保持正常的油位高度。

h.在視孔蓋處和放油孔處加裝密封墊,且擰緊螺栓。

l.加大輸出軸的回油孔,可防止輸出軸漏油。

j.改進透氣帽和檢查孔蓋板。減速機內壓大于外界大氣壓是漏油的主要原因之一,如果設法使機內、機外壓力均衡,漏油就可以防止。減速機雖都有透氣帽,但透氣孔太小,容易被灰塵、油污堵塞,而且每次加油都要打開檢查孔蓋板,打開一次就增加一次漏油的可能性,使原本不漏的地方也發生泄漏。可加大透氣孔,使內外均壓。

4.2 減速機軸承部位過熱或者軸承部位有噪音

4.2.1、原因分析:

a.潤滑油不足。當潤滑的油位添加不足或由于減速機漏油而不能達到合理高度時,就可能引起減速機軸承部位溫度高或有雜音;

b.軸承蓋或者密封部分摩擦。軸承由于安裝不正、軸承蓋不端正或長期使用使軸承蓋或密封部分與連接部分有磨損時,可能會使減速機軸承溫度高或有雜音;

c.軸承損壞或者磨損。該項內容主要為軸承的保持架損壞、內外圈磨損或變形、滾珠磨損或掉出,這些原因都會使減速機無法正常工作;

d.軸承間隙過大或過小。長期使用致使減速機軸承的滾珠與內外圈之間的間隙或軸承內圈與軸之間的間隙還有軸承與端蓋之間間隙變大時,都可能產生上述癥狀;

e.斜齒輪鍵柄松曠。斜齒輪鍵柄松曠會引起齒輪與軸之間配合不緊致從而導致軸承過熱或有雜音;

4.2.2、預防及排除方法:

a.檢查油位并加注潤滑油;

b.擰緊軸承及聯接部分螺栓,檢查密封件安裝情況;

c.檢查軸承,如有損壞即時予以更換;

d.如是間隙不合適,調整軸承間隙,無法調整時要更換軸承;

e.對于斜齒輪鍵柄松曠要及時送修;

4.3 減速機油溫過高

4.3.1、原因分析:

a.潤滑油不合格或使用過長。目前我集團減速機使用的潤滑油多為320#極壓齒輪油,如果加入過期的或與該型號的潤滑油性質不一致的油及長期沒有更換潤滑油都可能會導致減速機油溫過高;

b.潤滑油過多。當油的液面的高度高于油尺或可見孔上下限位置時,就會造成減速機油溫過高;

c.機件損壞。機件損壞包括齒輪點蝕嚴重,斷齒,軸承保持架、內外圈、滾珠損壞以及軸承抱死或軸變形嚴重;

d.箱體外部被雜物或灰塵覆蓋。當減速機周圍堆放東西或機體表面長期沒有清理時,有可能因雜物或灰塵的覆蓋導致減速機散熱不完全以致使油溫升高;

e.冷卻裝置堵塞或失效。冷卻裝置同減速機一樣置于灰塵較大的廠房中,如果長期工作而未清理內部的管路造成冷卻裝置堵塞或冷卻裝置壞掉時,都會引起減速機油溫升高;

4.3.2、排除方法:

a.更換潤滑油;

b.去掉多余的油;

c.仔細檢查找出機件損壞的位置及時修理或更換機件;

d.清除雜物和灰塵;

e.更換冷卻裝置或排除堵塞物;

4.4 減速機振動大

4.4.1、原因分析:

a.地腳螺絲松動。減速機由于長期工作可能會出現地腳螺絲松動或螺絲壞等現象,此原因會引起減速機振動大而工作狀態不正常; 

b.耦合器損壞。當與此減速機連接的耦合器因漏油、螺絲松等原因損壞時,就會將它的振動傳給減速機,從而使減速機振動不正常;

c.電機螺絲松動。與耦合器故障相似,當電機由于種種原因出現振動時,就會將振動傳給減速機,使減速機振動變大;

d.軸承磨損嚴重。該項原因4.2.1中已說明,上述原因都會致使減速機無法正常工作;

e.齒輪損壞。齒輪損壞包括齒面點蝕嚴重、齒輪嚙合間隙大、齒輪齒磨損嚴重、斷齒,這些齒輪磨損的情況都可能是減速機因振動大而無法正常工作;

f.軸變形失去平衡。當軸的強度和硬度低于要求或由于長期工作而老化時會引起軸的變形,軸的變形會造成減速機振動大;

4.4.2、預防及排除方法:

a.緊固底腳螺栓;

b.檢查耦合器損壞的部位和原因,及時維修耦合器;

c.緊固電機松動的螺絲;

d.更換軸承;

e.更換齒輪;

f.更換軸;

4.5 軸承碎裂

4.5.1、原因分析:減速機軸承碎裂主要發生在主動軸軸承,主要因為是主動軸竄動時,軸承內圈與滾子之間會產生軸向滑動,造成軸承內圈軸向竄動,使內側軸承滾子先損壞;

4.5.2、預防及排除方法:加大內圈與軸的過盈量,或在軸承內圈的外側加擋環,使其不得發生軸向竄動;

4.6 減速機有異響

4.6.1、原因分析:

a.減速機超載運轉; b.工作機載荷不平衡;c.潤滑油變質;d.齒輪齒面磨損或者制造質量不良;e.軸承間隙過大或過小;f.齒面有粘附物;g.箱體內有雜物; 

4.6.2、預防及排除方法:

a.按規范要求運轉;

b.調整平衡狀態;

c.排干減速機內變質的潤滑油,清洗干凈并更換合格潤滑油;

d.及時送修理廠大修更換零件;

e.調整軸承間隙;

f.檢查清理;

g.放油進行清理;

4.7 齒輪損壞

4.7.1 斷齒

4.7.1.1、原因分析:

齒輪折斷分疲勞折斷和過載折斷。齒輪傳動在工作中,輪齒多次受交變載荷作用,在齒根的危險剖面上作用著彎曲疲勞應力,在齒根處產生疲勞裂紋,在交變的彎曲疲勞應力作用下,疲勞裂紋逐漸擴展,最終導致輪齒彎曲疲勞折斷;齒輪傳動在工作中,齒輪受到短時過載,或沖擊載荷,或輪齒嚴重磨損而減薄,都會發生過載折斷.

4.7.1.2、解決方法:

增大齒根過渡圓角半徑,盡可能減小被加工表面粗糙度數值,則可以降低應力集中的影響,增大軸及支承的剛度,緩和齒面局部受載程度;使輪齒心部具有足夠的韌性;在齒根處進行適當的強化處理,都可以提高輪齒的抗折斷能力。

4.7.2 齒輪點蝕與剝落

4.7.2.1、原因分析:

齒輪表面發生點蝕和剝落的原因主要是齒輪的接觸疲勞強度不足所致。這種點蝕和剝落與磨損的不同之處在于,金屬不是以微粒形式被磨損掉,而是以成塊的形式發生剝落,造成齒面凹坑,嚴重地破壞了齒型的正確性。其破壞過程是:首先在齒面產生微小裂紋,潤滑油進入疲勞裂紋,再經過多次反復的嚙合作用,使裂紋不斷擴展和延伸,潤滑油隨著裂紋的擴展與延伸不斷向裂紋深部充滿,直到有一小塊金屬剝落而離開齒面。這種現象破壞了齒輪的正常嚙合性能。齒面發生點蝕的主要原因有:

a.材質、硬度和缺陷。齒輪的材質不符合要求;影響齒輪接觸疲勞強度的主要因素是熱處理后的硬度較低,無法保證齒輪應有的接觸疲勞強度。此外,齒表面或內部有缺陷,也是接觸疲勞強度不夠的原因之一。

b.齒輪精度較差。齒輪加工和裝配精度不符合要求,如嚙合精度、運動精度較差等。還有圓弧齒輪的殼體中心距誤差太大。

c.潤滑油不符合要求。使用的潤滑油的牌號不對,油品的粘度較低,潤滑性能較差。

d.油位過高。油位過高,油溫升較高,降低了潤滑油的粘度,破壞了潤滑性能,減少了油膜的工作厚度。

4.7.2.2、解決措施:

提高齒面硬度,減小齒面粗糙度數值,盡可能采用大變位系數,增加潤滑油的粘度和減少動載荷,這樣可以有助于防止齒面發生疲勞點蝕。

4.7.3 齒輪磨損

4.7.3.1、原因分析:

①缺油;

②潤滑油中混有磨損下的金屬屑,也將引起齒面磨損;

③齒輪材料不符合要求,造成非正常磨損;

④齒輪有砂眼、氣孔和疏松、球墨化不夠等缺陷存在;

⑤熱處理硬度不夠或沒有進行熱處理;

⑥齒輪嚙合精度、運動精度達不到要求;

⑦圓弧齒輪對中心距的誤差敏感性很大,特別是中心距的正向誤差,不僅降低了輪齒的彎曲強度,而且還增加了滑動磨損。

4.7.3.2、解決措施:

提高齒面硬度,降低表面粗糙度數值,保持傳動裝置和潤滑油清潔,保證潤滑充分,在潤滑油中加入合適的抗磨添加劑,在油箱中增加幾個磁性體,利用磁性作用吸附潤滑液中的金屬微粒,可減少潤滑液的金屬微粒含量。

4.8 減速機串軸

4.8.1、原因分析: 

現場中的串軸故障均從輸入軸的串動而表現出來。造成串軸的原因主要有兩個方面:

a.是由于斷齒使輸入軸失去軸向約束而發生串軸;

b.是中間軸上的從動齒輪與軸緊固不牢所致。在實際傳動中,往往由于從動齒輪與中間軸之間的過盈量不夠,從動齒輪相對中間軸產生軸向串動,進而使輸入軸發生軸向串動。

因此,過盈量不夠是造成減速機串軸的主要原因。另外,減速機的轉向對串軸也有一定的影響。

c.齒輪加工偏斜造成串軸。中間軸上的從動齒輪加工偏斜可造成串軸。齒輪加工是以外圓和端面進行定位的,而齒輪裝配是以內孔定位的,有時內孔與外圓不同心,或者內孔與端面不垂直,就會使加工的齒輪與內孔中心線出現偏斜。這種偏斜的人字齒輪,其對中線所在的平面與軸線不垂直,當齒輪旋轉一周時,對中線上的某一點將會發生軸向往復串動一次,迫使輸入軸也軸向往復串動一次。

d.齒輪螺旋角誤差造成串軸。中間軸和輸出軸上兩半從動人字齒輪,由于實際螺旋角的誤差,會使人字齒輪對中線發生變化,造成串軸。

e.減速機承受正負扭矩作用時,齒厚誤差、齒面不均勻磨損和過早磨損、齒背變形造成串軸。

在實際傳動中,由于兩半從動齒輪的偏斜程度不同,對于輸入軸來講,產生軸向串動是中間軸上兩半從動齒輪不同偏斜程度綜合作用的結果。此外,輸出軸上的從動齒輪,由于齒輪加工偏斜也同樣造成串動,但是由于輸出軸在軸向是固定的,就迫使中間軸移動,進而迫使輸入軸串動。

4.8.2、解決措施:

提高齒輪的強度,齒輪的制造精度,降低齒輪和軸的粗糙度數值。提高從動齒輪與軸的安裝精度緊固性,最主要是達到合理的過盈配合。

審核編輯(王靜)
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