淺談擺線針輪減速機的改進行性維修

1、淺談擺線針輪減速機的改進行性維修摘要：本文主要針對樹脂反應釜所使用的擺線針輪減速機出現(xiàn)的多發(fā)性故障，對減速機的潤滑油、潤滑方式、減速機的設計結構缺陷進行分析，提出改進的方法。關鍵詞：擺線針輪減速機潤滑 結構缺陷改進一 前言化工生產(chǎn)中，許多單元的工序，都離不開攪拌，樹脂生產(chǎn)的基本原理便是縮合，通常需要在反應釜內(nèi)進行。幾乎每一道工序都需要用到攪拌器。它需要的條件是均速和定向，以便于分子排布的有序和規(guī)則。反應攪拌器一般都需要用減速機來減速和增大扭矩。擺線針輪減速機相比其它類型的減速機，具有體積小，扭矩大，速度均勻，減速范圍廣等其它減速機無法比擬的優(yōu)勢，而且它的結構簡單，裝拆方便，對于維護保養(yǎng)和檢修來

2、說也十分方便。因此，樹脂裝置的反應釜大多選用了這種減速機。我部1.8萬噸樹脂裝置R-2111樹脂反應釜，使用的減速機型號規(guī)格為CVVM75-4175-21，電機功率為55KW，輸入轉速1450轉/分，輸出轉速88轉/分，使用的環(huán)境溫度為-5-40，使用潤滑油牌號廠家推薦為工業(yè)閉式齒輪油，牌號為L-CKC100，潤滑方式為飛濺式潤滑，運行方式為間歇式運行。二、擺線針輪減速機的工作原理及特點：1. 擺線針輪減速機的工作原理擺線針輪減速機是一種采用擺線針齒嚙合行星傳動原理的減速機構。它的傳動原理如圖一：圖一：擺線針輪減速機原理圖輸入軸1和轉臂2一起繞中心Ob順時針方向回轉時，擺線輪3既隨著一起繞中心

3、Ob公轉，同時由于固定在針齒殼4上的針齒的反作用使擺線輪繞其本身中心Oa逆時針方向自轉，并通過銷軸將其傳遞給輸出軸5，故輸出軸就會得到與輸入軸旋轉方向相反的運動（輸入軸轉動一周，輸出軸就隨擺線輪向相反方轉 周），其減速比為：= = (Za-Zb=1)式中Za-擺線輪齒數(shù)Zb-針齒齒數(shù)2、擺線針輪減速機特點：2.1擺線針輪減速機由于采用擺線針齒嚙合，實現(xiàn)了多齒同時嚙合傳動，避免了產(chǎn)生斷齒的可能性，所以抗沖擊載荷能力較強。2.2 由于主要傳動嚙合件采用滾動磨擦，所以故障少，壽命長，效率高。2.3擺線針輪的獨特結構型式，適用于頻繁起動和正反兩向運轉，由于它的傳動比取決于擺線齒的齒數(shù)，故結構緊湊，體積

4、小，傳動比范圍廣。結構相對也較為簡單，便于維修。三、擺線針輪減速機缺陷分析：R-2111這臺反應釜減速機自2002年8月安裝至今，在運行過程中響聲和振動較大，并且故障頻繁，幾乎6個月就需檢修。在多次檢修過程中，我們發(fā)現(xiàn)這臺減速機存在潤滑不良的現(xiàn)象，主要集中在減速機的偏心套上軸承以及軸承與擺線盤嚙合部位，擺線輪與針齒套嚙合部位，這幾個部位均有點腐蝕現(xiàn)象及潤滑油干涸現(xiàn)象。檢查這臺減速機的潤滑油更換記錄和補加記錄，周期分別為三個月和一個月，也就是說不存在少油和變質的現(xiàn)象.這些跡象表明：1減速機使用的潤滑油型號與粘度存在問題。 就潤滑油來說，粘度是它的主要性能指標，粘度反映油品的內(nèi)摩擦力，是表示油品油

5、性和流動性的一項指標。在未加任何功能添加劑的前提下，粘度越大，油膜強度越高，流動性越差。通過減速機的隨機資料顯示：在潤滑劑的選用中，低于300r/min同時轉矩小于600n的減速機均可以采用潤滑脂來潤滑，高于此轉速和大于此轉矩的減速機，則一般采用潤滑油來潤滑。就廠家推薦的工業(yè)閉式齒輪油應用在擺線針輪減速機上來說，不利的地方有：1.1工業(yè)閉式齒輪油所有型號中，L-CKC-68是粘度最低的一種，但是在40時粘度也達到了75-90 mms/s，且低溫時，粘度更大。而機械的磨損，90%都發(fā)生在啟起動的初期，這個時候，油的溫度較低，粘度大而沒有足夠的流動性，而飛濺式潤滑這種方式，又要求油有較好的流動性。

6、1.2 氧化安定性和熱安定性較差。由于樹脂反應的特性，減速機一旦開始工作，連續(xù)運行的時間比較長，潤滑油沒有別的外加手段進行散熱，所以溫度會逐漸累積升高，而這樣的條件要求潤滑油有比較好的氧化安定性。至于出現(xiàn)點腐蝕，研究認為應當是潤滑油干涸之后，在金屬表面附著，在沒有相對磨擦的部位形成的原電池效應，就是我們常說的電化學腐蝕。就擺線針輪減速機來說，它使用的針輪、擺線輪材質均為軸承鋼，它們之間的運動方式，大多為滾動磨擦，由于這臺減速機的減速比較大，它所承受的載荷并不是很高，用高粘度的齒輪油顯然不恰當。2 減速機潤滑方式不夠合理。R-2111這臺反應釜減速機的潤滑方式，也是造成潤滑不良的一個方面，飛濺式

7、這種潤滑方式，主要用于高轉速的場合，對于這種中等載荷，低轉速的情況顯然不合適。3、減速機結構設計上的缺陷擺線針輪減速機的原理在文章開頭已有簡述，這臺型號CVVM75-4175-21的擺線針輪減速機，輸入轉速980轉/分，輸出轉速88轉/分，它的具體結構如圖二。1 機座2 輸出軸3 銷軸 4 銷套5 下擺線輪6 間隔環(huán)7 軸用彈性擋圈8 偏心套9 軸用擋圈10 擋圈11上擺線盤12 平鍵13 針齒銷14 針齒榖15 輸入軸16 孔用擋圈17 法蘭盤 18 油封圖二 擺線針輪減速機拆解圖3.1由于這臺減速機的減速比較大，達到1：21，所以它的傳動軸承，也就是裝在偏心套8上的兩個圓柱滾子軸承（這兩個

8、軸承都是用加熱的方式過盈的裝在偏心套上的，習慣上將這兩個軸承和偏心套合在一起稱為偏心軸承，下面簡稱為軸承）的尺寸也較大，直徑達到230mm，重量在20kg左右。3.2軸承的安裝由于考慮到裝配和拆卸的方便性，和軸之間采取的實際上是間隙配合，配合的公差在H9/h7級左右，轉速與電機同步，達到1450轉/分。在上述兩個條件下，軸承的工作并不十分穩(wěn)定，由于重力的作用和機械運動產(chǎn)生的振動，必然引起軸承在軸向位置上產(chǎn)生微量的位移，這種相對運動是十分有害的，它是導致軸承加劇磨損的根源，而設計上消除這種振動的方法，是在軸端安裝了一個軸用彈性擋圈7(也就是卡環(huán))，這種設計顯然不夠合理，彈性擋圈作為固定軸承的一種

9、方式只能承受較小的軸向力，高速運動下產(chǎn)生的震動和軸承本身的重力作用，會引起軸承的微量位移，不斷的沖擊有可能導致彈性擋圈的變形和折斷，發(fā)生軸承從軸上脫落的危險，即使軸承不脫落，也會因為震動而產(chǎn)生很大的噪音。（減速機的輸入軸與軸承的固定方式如圖三。） 圖三 軸承在軸上的固定方式R-2111這臺反應釜減速機潤滑方式不合理和結構設計上的缺陷，導致了這臺減速機在應用上的不可靠。反映出來的問題，首先是使用壽命降低，其次是響聲與振動大，造成了檢修頻繁。而且每一次檢修，必須更換偏心軸承和針齒套，使維修費用加大。四、改進的可行性和方法：要解決上述問題，就有必要對油品重新進行分析.選擇和對潤滑方式.結構進行改進。

10、1、潤滑油的正確選擇。1.1、從運動方式和材質分析。擺線針輪減速機就其機理來說，內(nèi)部機構之間的接觸大部分為滾動摩擦，運動方式更接近于軸承的運動方式而非齒輪，且它的零件均采用軸承鋼制造，就材料特性和受力情況來說，都有別于齒輪傳動。1.2、從潤滑裝置的特點和潤滑油的牌號分析。這臺立式的擺線針輪減速機，它的部件的運行方式都是水平方向旋轉，由于散熱的需要，不可能將油加得很滿，而是將油位控制在最下面的那一個擺線輪上下。如果減速機的尺寸較大，那么上面一塊擺線輪和下面一塊擺線輪之間的距離也相對較大。這時候，潤滑油相對來說難以被甩到上面那一塊擺線輪上來。這也就是為什么總是最上面的軸承和擺線輪最先磨損的原因。而

11、使用粘度相對較大的齒輪油，特別是在冬天，氣溫較低的情況下，上述現(xiàn)象更為顯著。在比較和分析了各類潤滑油的特點和參數(shù)之后，一般認為國產(chǎn)的汽油機油L-HM46較廠家推薦的LCKC-100更為適宜這臺擺線輪減速機。下面是這兩種油品的性能對比（表一）。油品質量指標（表一）品種 LCKC LHM粘度等級 100 46運動粘度 90-110mms/s 41.4-50.6 mms/s粘度指數(shù) 90 95閃點 180 180傾點 -8 -9水分1% 痕跡 痕跡腐蝕試驗（銅片，100，3h/級） 1 1抗乳化性（40-37-3）/min 1 154不大于 1 182不大于 1 1機械雜質 0.02 無由上表分析數(shù)

12、據(jù)可以看得出來，齒輪油LCKC的各項指標與液壓油LHM46的指標都比較接近，只有粘度存在較大的差別。而粘度是潤滑油的主要質量指標，粘度越大，其耐載荷能力越大。但是粘度過大也會給潤滑帶來困難，增加了零件運動的阻力，導致發(fā)熱造成動力損失。同時還由于粘度大的潤滑油流動性差，對一度被擠壓的油膜及時自動補償修復較慢從而增加磨損。而粘度較小的潤滑油，其流動性好，容易流到間隙較小的磨擦面之間，可以保證潤滑效果，機械消耗在克服磨擦阻力的功率也較少，潤滑油的冷卻和沖洗作用較好。但潤滑油的粘度過小，在較大負荷下，潤滑的油膜變薄而容易破壞，使磨擦表面容易產(chǎn)生磨損。因此，粘度選擇一定要合適，要根據(jù)零件的材質、溫度變化

13、，運動速度和受力情況進行綜合分析。在分析了這些因素之后，得出結論認為：將廠家推薦的工業(yè)閉式齒輪油改為抗磨液壓油，潤滑效果應會得到改善。2、潤滑方式的改進在選擇了合適的油品之后，再對這臺減速機的潤滑方式進行改進，如何采用適當?shù)臐櫥椒?，使?jié)櫥?、潤滑劑進入摩擦部，保證摩擦部位的潤滑，使?jié)櫥蛣┑男阅苷嬲l(fā)揮作用就顯得十分重要。采用適當?shù)臐櫥椒?，對保證設備潤滑，防止?jié)櫥收?，延長設備的使用壽命，以及減少潤滑材料消耗都有重要意義。強制潤滑根據(jù)這臺減速機的工作方式和使用特點以及減速機的結構特征，選用機械強制送油潤滑凡是比較合適，也利于操作。具體的做法是在減速機油池的中部，利用它原來的油視窗作為泵的進

14、口。油泵宜選擇齒輪泵這種型式較好，因為齒輪泵具有流速穩(wěn)定、揚程高的優(yōu)點，有利于減速機潤滑油的均勻分布，它的流量選擇應滿足這種條件，即：流量=油池總油量/回流速度其中：油池總量約為25升左右 回流速度約為2分鐘所以流量選擇10升/分鐘較為適宜，揚程選擇1.0MPa即可。每一臺減速機必定有一個油排盡口，一般都設置在油池的最低處，以利于潤滑油的排放。而減速機的機殼上端必定設置了幾個排氣口，它一般設置在最頂湍，防止油品漏出。所以只需一臺流量和揚程合適的小齒輪泵就可以將潤滑油從油池中抽上來，再從各個排氣口均勻地送到減速機的最上端。這里需要注意的是油泵的流量不要太大，以免油還沒有流回油池，就已經(jīng)將油池中的

15、油打空而造成油泵缺油運行。如果有可能的話，在泵前安裝一個過濾器以及泵的出口安裝一臺電節(jié)點壓力表。當壓力值低于設定的壓力，與減速機的電機聯(lián)動停止工作，那么這個強制潤滑的裝置就最為理想了。如圖四 圖四 改造后的潤滑裝置示意圖3、結構缺陷的改進這臺立式的擺線針輪減速機軸用彈性擋圈的強度和穩(wěn)定性都不高，只能承受較小的軸向力。前面已經(jīng)對其進行了分析。要消除軸承的微量位移，必須對原有的軸承固定方式進行改進。由于減速機的輸入軸截面尺寸較大，達到多少尺寸？可以利用這個優(yōu)勢，在中心孔的兩側對稱地加工兩個M多少螺孔，加工一塊直徑大于軸徑的擋板以及厚度尺寸準確的墊板，用兩個螺栓將軸承固定在軸上。如圖五 圖五 改造后的軸承固定方式這樣的結構較軸用彈性擋圈的方式顯然更利于軸承的順利工作。它的長處在于：3.1 能夠承受中等載荷的軸向力，有利于軸承在軸向的軸向定位，不至于產(chǎn)生軸向位移。3.2 便于調(diào)節(jié)軸承在軸上的位置：只需通過調(diào)節(jié)墊片的厚度即可達到調(diào)節(jié)位置的目的。3.3 如果只在中心孔處加一個螺桿的話，由于減速機的頻繁啟動，極有可能因慣性而造成松動脫落。采用雙螺桿的方式可以避免螺桿松脫落入擺線輪和齒銷之間的危險。五、改造后的經(jīng)濟效益。設備改造后的使用周期得到明顯的增長，原來6個月檢修一次，2005