本文以板材公司的實(shí)際情況為例，重點(diǎn)介紹蝸輪蝸桿傳動失效形式給減速機(jī)帶來的故障。針對故障原因分析、查找、修復(fù)、改善和解決，以延長減速機(jī)的壽命，確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
推鋼機(jī)電機(jī)帶動蝸輪蝸桿減速機(jī)，減速機(jī)帶動主動輪，主動輪帶動推頭，從而實(shí)現(xiàn)將鋼坯推入加熱爐的動作。在推鋼機(jī)整個(gè)傳動系統(tǒng)中蝸輪蝸桿減速機(jī)是 重要的環(huán)節(jié)，它不但將動力傳動到工作單元，也還承擔(dān)重載荷。在一次重大故障中，因推鋼機(jī)減速機(jī)蝸輪蝸桿傳動失效，輪齒磨損( 齒厚只剩原齒的 15%左右) 。
減速機(jī)由輸入軸，雙頭環(huán)面蝸桿軸，蝸輪軸及箱體幾大部件組成。傳動原理: 由輸入軸斜齒輪帶動與其相嚙合的蝸桿軸的斜齒輪進(jìn)行傳遞給蝸桿，再由蝸桿傳遞給蝸輪 終達(dá)到動力的傳遞和實(shí)現(xiàn)傳動比為 1: 68 的減速運(yùn)動。
蝸輪蝸桿傳動特點(diǎn): 一是傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。二是傳動平穩(wěn)，無噪音。因?yàn)槲仐U齒是連續(xù)不間斷的螺旋齒，它與蝸輪齒嚙合時(shí)是連續(xù)不斷的，蝸桿齒沒有進(jìn)入和退出嚙合的過程，因此工作平穩(wěn)，沖擊、震動、噪音小。三是有自鎖性。蝸桿的螺旋升角很小時(shí)，蝸桿只能帶動蝸輪傳動，而蝸輪不能帶動蝸桿轉(zhuǎn)動。四是蝸桿傳動效率低，一般認(rèn)為蝸桿傳動效率比齒輪傳動低。尤其是具有自鎖性的蝸桿傳動，其效率在 0． 5 以下，一般效率只有 0． 7 ～ 0． 9。五是發(fā)熱量大，齒面容易磨損，成本高。
二、蝸桿傳動系統(tǒng)失效形式
在蝸輪蝸桿傳動中，由于材料和結(jié)構(gòu)上的原因，蝸桿螺旋部分的強(qiáng)度總是高于蝸輪輪齒強(qiáng)度，所以失效常發(fā)生在蝸輪輪齒上。由于蝸桿傳動中的相對速度較大，效率低，發(fā)熱量大，所以蝸桿傳動的主要失效形式是蝸輪齒面膠合、點(diǎn)蝕及磨損。
三、故障原因分析
以一次重大蝸輪磨損故障為例，在蝸輪傳動失效后不能帶動推臂傳遞動力。對這一故障具體進(jìn)行分析:
( 一) 開蓋檢查。一是蝸輪輪齒磨損嚴(yán)重( 如圖 1) ，所剩無幾，蝸輪蝸桿不能正常嚙合。二是潤滑油里含有大量的銅粉、雜質(zhì)。三是蝸輪軸兩端兩盤軸承磨損嚴(yán)重、損壞，輸出端密封處磨損，漏油。四是刮油板磨損變形。五是蝸桿軸軸向竄動量超標(biāo)。
( 二) 失效原因分析：
一是軸承的損壞直接影響蝸輪蝸桿的正常嚙合，也就是說失去了蝸輪蝸桿正常工作所具備的幾項(xiàng)技術(shù)要求。潤滑油由于雜質(zhì)較多，潤滑效果變差，不能正常形成油膜，增加蝸輪蝸桿的磨損。蝸輪蝸桿載荷過大，頻繁啟動，強(qiáng)行摩擦，加劇磨損。二是軸承的損壞原因。一種是裝配軸承時(shí)，裝配調(diào)整不當(dāng)，軸向竄動量過大。軸承壓蓋螺栓預(yù)緊力不均勻，螺栓松動。另外，潤滑油不能正常通過刮油板進(jìn)行導(dǎo)流，潤滑油不能到達(dá)軸承位進(jìn)行潤滑，溫度
升高，材料硬度降低，產(chǎn)生粘連或磨損， 后導(dǎo)致軸承損壞。三是刮油板磨損變形。刮油板為銅質(zhì)材料，正常情況下，刮油板不受力，只與蝸輪齒側(cè)端面產(chǎn)生輕摩擦，進(jìn)行潤滑油的引流。潤滑油經(jīng)過油槽流進(jìn)軸承進(jìn)行潤滑。蝸輪軸軸向竄動量較大，蝸輪軸就會下沉，工作中帶有載荷運(yùn)動時(shí)會產(chǎn)生側(cè)向偏移。當(dāng)蝸輪軸軸向偏移量大于 2mm 時(shí)，刮油板抵抗不了蝸輪的偏移，導(dǎo)致刮油板變形、磨損或位置后移，而另一端脫離蝸輪不能導(dǎo)流，軸承潤滑不良，造成磨損。四是由于蝸桿材料硬度高，耐磨性好，蝸輪材料為鑄鋁青銅，材質(zhì)較蝸桿軟，磨損只能在蝸輪上產(chǎn)生。
四、故障處理及預(yù)防
處理方法是更換蝸輪蝸桿做到整套使用，達(dá)到良好的嚙合精度及接觸精度。
( 一) 在裝配前對減速箱箱體及蝸輪蝸桿進(jìn)行徹底的清洗和清理。軸承在裝配時(shí)應(yīng)涂上潤滑脂，防止?jié)櫥坏轿唬a(chǎn)生干摩擦。蝸桿軸承包端部軸承用壓鉛法測量軸承游隙。在壓鉛過程中，用力不要過大，對稱預(yù)緊要均勻。測出兩鉛皮 薄處的厚度即為軸承間隙值，再加上 0． 05 ～0． 1mm 的游隙量，選取厚度合適的墊片，涂上密封膠進(jìn)行安裝緊固。裝配后軸承轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活，軸承游隙應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。
( 二) 裝配中，根據(jù)圖紙要求，先將蝸桿軸在軸承包及箱體面之間加上 2mm 的墊片，預(yù)緊，待調(diào)整軸向間隙。雙頭環(huán)面蝸桿必須進(jìn)行軸向位置的調(diào)整。與圓柱蝸桿不同，圓柱蝸桿一般對軸向位置要求不嚴(yán)格。裝配后進(jìn)行手動盤車，旋轉(zhuǎn)靈活無卡滯現(xiàn)象。然后將蝸輪裝入減速機(jī)箱體，蝸輪軸吊運(yùn)下落時(shí)，應(yīng)緩慢平穩(wěn)， 后要用吊鏈進(jìn)行下落，防止蝸輪蝸桿撞擊，造成蝸輪塑性變形。蝸輪安裝到位后，用壓鉛法調(diào)整蝸輪軸軸承間隙，保證蝸輪軸軸向竄動量在 0． 05 ～0． 1mm 范圍內(nèi)，然后給蝸輪齒面涂色，手動盤車顯點(diǎn)，根據(jù)顯點(diǎn)位置不同調(diào)整方法也不同。當(dāng)顯點(diǎn)偏向一側(cè)較多時(shí)，調(diào)整蝸輪軸的軸向位置，軸承間隙暫不調(diào)整。只要把顯點(diǎn)另一側(cè)軸承包端部墊片撤出一定量，加到顯點(diǎn)方向端部，進(jìn)行緊固，再進(jìn)行研點(diǎn)，按照上述方法調(diào)整到顯點(diǎn)正常后為止。當(dāng)顯點(diǎn)偏移向齒根部時(shí)，調(diào)整蝸桿軸的軸向位置，也根據(jù)研點(diǎn)調(diào)整法進(jìn)行調(diào)整，直到顯點(diǎn)在節(jié)線位置上下均勻，稍偏向旋出方向?yàn)檎！?/span>
( 三) 裝配后，檢查蝸輪的嚙合側(cè)隙?？捎檬直P輸入軸，在蝸輪不動的情況下，觀察蝸桿旋轉(zhuǎn)的角度，來測出齒側(cè)間隙。齒側(cè)間隙過小，潤滑不好，嚙合過緊，轉(zhuǎn)動費(fèi)力，有卡滯現(xiàn)象，出現(xiàn)此種現(xiàn)象應(yīng)下機(jī)進(jìn)行修復(fù)。齒側(cè)間隙要適當(dāng)，蝸桿軸帶動蝸輪軸旋轉(zhuǎn)靈活，無死點(diǎn)。
( 四) 調(diào)整檢測完畢，加入 N460 極壓蝸輪蝸桿油，高度在標(biāo)尺范圍內(nèi)，對刮油板進(jìn)行改造。刮油板由厚銅板改造為薄鋼片，并制作出一定的角度，由一定的壓力固定在支架上，保障刮板與蝸輪齒側(cè)端面接觸，能順利將潤滑油引流。
( 五) 在新蝸輪蝸桿制作加工時(shí)減小齒面的表面粗糙度。
( 六) 要做好日常維護(hù)與保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理或上報(bào)。檢查項(xiàng)目如下: 一是檢查輸入軸、蝸輪軸、蝸桿軸在動態(tài)下軸向竄動是否超標(biāo)。二是潤滑油油量是否充足，潤滑油是否含有磨削雜質(zhì)等。三是檢查蝸輪的磨損狀況，減速機(jī)在運(yùn)行過程中，有無噪音和振動。
通過上述故障現(xiàn)象、原因分析和解決方法，在蝸輪蝸桿減速機(jī)裝配時(shí)，要遵循蝸桿傳動的五項(xiàng)技術(shù)要求: 一是蝸桿軸心線應(yīng)與蝸輪軸心線相互垂直( 由機(jī)加工保證，安裝前要檢測) 。二是蝸桿軸心線應(yīng)在蝸輪輪齒的對稱中心平面內(nèi)( 通過調(diào)整蝸輪軸向位置保證) 。三是蝸輪蝸桿軸的中心距要準(zhǔn)確( 箱孔中心距與機(jī)加工有關(guān)，手工無法修復(fù)，需要嚴(yán)格測量) 。四是有適當(dāng)?shù)凝X側(cè)間隙( 可用手旋轉(zhuǎn)蝸桿，根據(jù)空程量的大小，來判斷側(cè)間隙) 。五是有正確的接觸斑點(diǎn)( 接觸斑點(diǎn)應(yīng)在蝸輪中部，稍偏于蝸桿旋出方向，接觸面積在 60% 以上) 。
減速機(jī)裝配后進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，在額定轉(zhuǎn)速和額定載荷下進(jìn)行試車，正反方向跑合時(shí)間均不得小于 2 小時(shí)，潤滑油溫升控制在 80 攝氏度以下，試車時(shí)各密封處不能漏油，試車合格后，清除箱體內(nèi)的油及雜質(zhì)，重新加油再做整體試車。
五、結(jié)語
推鋼機(jī)蝸輪蝸桿減速機(jī)經(jīng)過檢修后，以上問題得以有效解決，起到了良好的效果，齒面嚙合接觸良好，延長了減速機(jī)的使用壽命，有效保障了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
