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克维斯传动:减速机存在问题剖析解决
作者:无锡市克维斯传动机械有限公司    发布于:2013-03-27 08:33:38    文字:【】【】【
摘要:克维斯传动:减速机存在问题剖析解决

  1减速机的技术参数。

  平煤集团四矿一水平主井提升采用的单绳缠绕式提升机,为洛阳矿山机械厂生产的XKT2-3.5 1.7B20型提升机,配用1台日本东京国立有限公司生产的EFUDQ型异步电机,配用减速机为洛阳矿山机械厂生产的ZHLR-170KG型圆柱圆弧分流人字齿减速机,其主要技术参数如下。

  型号ZHLR-170KG速比20传动级数2最大输入转速750r/min输出转矩30kN#m中心距(大轴-三轴)1700mm投入运行时间1994年2减速机故障分析及其处理措施。

  2.1故障的发现与分析。

  该减速机曾于2002年4月进行了清洗,检查和换油,检修时未发现异常。该检修项目周期为1年,2003年2月,在未到检修周期的情况下,发现减速机在运行中有异响,随决定当月底进行停产检修。吊开减速机上盖后,经检查发现,轴大齿轮齿面有一处裂纹,裂纹长度达80mm,深至齿坯外圈。经超声波无损探伤,发现裂纹长达100mm.齿轮裂纹分为工艺裂纹和使用裂纹2种。作者分析认为,该裂纹应属于轮齿齿根过渡曲面处出现的弯曲疲劳裂纹,其特征为应力重复交变,此种裂纹源通常为齿轮表面应力集中处,如齿根圆面,材料缺陷处等。交变应力水平过高,材料缺陷与应力集中等因素共同作用的结果导致裂纹产生。

  通常,初始裂纹产生在凹齿面和齿根过渡曲面的相切处附近,当齿根的循环弯曲应力超过材料的疲劳极限时,将引起齿根疲劳裂纹不断扩展,最终导致折断。圆弧齿轮的齿面瞬时载荷集中在齿宽上较窄的一段接触面上,载荷由一部分齿宽的齿面承接,因此,齿根应力较大。

  该减速机轴大齿轮为镶套式齿轮,其主要技术参数如表1所示。

  常规设计时,齿圈齿根到轮毂与齿圈结合面的距离应35~40mm.如小于上述值,切齿残余应力会造成使用中崩圈。

  查阅齿轮手册,裂纹的失效判据为:大于等于齿宽的1/4.因此裂纹长度为80mm>200mm1/4,故可判断为失效。如果不处理,将会导致断齿或齿端崩角,轮缘断裂,甚至崩圈。

  2.2处理方案。

  方案1.更换轴大齿轮齿圈,大齿轮或轴。

  这3种方法均需较长的加工周期,停产时间长,损失过大,不宜作为首选方案,可作为备用方案。

  方案2.焊接裂纹。该方案为应急方案,但考虑到焊接只能对表面进行焊接,对裂纹内部无法处理,焊接可能引起应力集中,引发裂纹增大,故此方案不可行。

  方案3.在裂纹扩展前沿钻孔,做钝化处理,防止裂纹继续扩大。同时为防止崩圈,于裂纹2边的齿根部钻孔,攻丝,把齿圈与齿坯联为一体。齿轮2侧打夹板,穿上销钉做固定联接。为防止齿端崩角,进行齿端修薄,修薄量&s为0.01~0.04mn,与此同时,对箕斗做减荷处理,即用铁板封闭1/3的箕斗空间,以减小换向冲击。该方案为临时处理方案,可保证在安全的前提下提升机继续提升,维持生产,等待轴加工完毕后,再进行更换。

  经过3种方案比较,作者认为,方案3较为可行,故选用了该方案。与此同时联系生产厂家加工减速机轴。

  3.3修复工艺。

  (1)在裂纹前沿钻直径6mm,深50mm的截止孔一个。

  (2)用摇臂钻在裂纹两边的齿根部各钻4个8.5mm孔,深度50mm,然后用M10丝锥攻丝,用M1042mm高强度螺钉把齿圈与齿坯做螺纹联接,为防止螺钉在运转中窜出,用铜焊封堵螺钉尾部。

  (3)在大齿轮两侧各打一矩形夹板,夹板厚度10mm,夹板上钻4个10mm孔,与齿轮侧面配钻,而后穿上与之过盈配合的销子,夹板中间钻一个10.3mm孔,攻M12螺纹,做紧固夹板防松用。由于该齿轮内侧直接加夹板影响轴轴齿轮与低速轴大齿轮相啮合,其间隙仅有2~3mm,故需在大齿轮此侧铣掉10mm,以放入夹板,夹板上面与齿根圆面下面水平。铣槽采用X2012型龙门铣床。

  (4)齿端修薄采用风动指形磨刀,修薄量为0.1 mm.(5)箕斗做减荷处理:在箕斗内焊2块2000 mm1570mm6mm铁板封住650mm宽的空间(已除掉铁板质量)。

  4使用效果。

  按上述方法处理完毕后,减速机经清洗,检查,重新装配,共用时32h,主井提升恢复运行。为加强管理,安排专人3班,在交接班期间打开减速机观察孔盖,检查裂纹情况。运行1个月后进行检查,未发现裂纹有发展迹象,新加工轴到货后,经安装,研齿,跑合后减速机恢复正常提升。该减速机应急检修方案为今后处理齿轮在循环应力作用下产生的疲劳裂纹提供了参考。

脚注信息
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