馬建軍，李昌友，張昌煜，黃先立

（中材萍鄉(xiāng)水泥有限公司）

摘　要：介紹了輥壓機(jī)行星齒輪減速機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，針對(duì)水泥生產(chǎn)線輥壓機(jī)行星齒輪減速機(jī)的常見(jiàn)故障及原因進(jìn)行了分析，并提出了處理方法。實(shí)踐證明，只有加強(qiáng)行星齒輪減速機(jī)制度化的日常維護(hù)，采用創(chuàng)新維保技術(shù)，利用新興的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)等科學(xué)管理手段，才能保證設(shè)備長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：輥壓機(jī)；行星齒輪減速機(jī)；損壞原因；科學(xué)維護(hù)

輥壓機(jī)是水泥生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一。行星齒輪減速機(jī)作為輥壓機(jī)的主要備件有不可替代的作用。行星齒輪減速機(jī)具有重量輕、體積小、傳動(dòng)比范圍大、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，其設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到生產(chǎn)效率的高低，軸承或齒輪一旦損壞將對(duì)生產(chǎn)線的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生重大影響，做好行星齒輪減速機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)是輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)保障。本文對(duì)行星齒輪減速機(jī)在使用和運(yùn)行中的使用技巧進(jìn)行探討，以延長(zhǎng)服役生命周期，減少故障率。

1　輥壓機(jī)配套行星減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

輥壓機(jī)主要由兩臺(tái)主電動(dòng)機(jī)、兩臺(tái)行星齒輪減速機(jī)及收縮套組成的傳動(dòng)、輥?zhàn)印⑤佔(zhàn)又С?、機(jī)架、扭矩支承、液壓加壓裝置、潤(rùn)滑裝置、喂料裝置等部分組成。輥壓機(jī)的兩個(gè)壓輥分別由電動(dòng)機(jī)經(jīng)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)、行星齒輪減速機(jī)驅(qū)動(dòng)。行星齒輪減速機(jī)安裝在輥?zhàn)虞S端并用收縮套緊固，同時(shí)與扭矩支承連接（圖1輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)）。

圖1 輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖片

2　行星齒輪減速機(jī)主要結(jié)構(gòu)

輥壓機(jī)行星齒輪減速機(jī)主要傳動(dòng)為：由輸入齒輪軸輸入動(dòng)力，經(jīng)一級(jí)平行軸齒輪、兩級(jí)行星傳動(dòng)減速，可實(shí)現(xiàn)大減速比，大輸出扭矩。減速機(jī)工作時(shí)，后機(jī)體懸掛安裝在扭力臂上，輸入齒輪軸驅(qū)動(dòng)高速級(jí)太陽(yáng)齒軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)高速級(jí)行星齒輪自轉(zhuǎn)，并依循著高速級(jí)內(nèi)齒圈之軌跡中心公轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)高速級(jí)行星架轉(zhuǎn)動(dòng)。高速級(jí)行星架把動(dòng)力傳給低速級(jí)太陽(yáng)輪，低速太陽(yáng)輪驅(qū)動(dòng)行星輪之旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)行星架（輸出空心軸）轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)輥壓機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)（圖2：行星減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖）。

圖2 行星減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖片

3　行星齒輪減速機(jī)的常見(jiàn)故障及處理方法

行星齒輪減速機(jī)優(yōu)點(diǎn)是體積小，通過(guò)功率分流可實(shí)現(xiàn)大功率、大減速比傳動(dòng)，大扭矩傳動(dòng)。但正是由于體積小，齒輪箱機(jī)體內(nèi)腔裝滿了旋轉(zhuǎn)的齒輪與軸承，故一旦軸承或齒輪出現(xiàn)損壞，便會(huì)導(dǎo)致減速機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞甚至報(bào)廢。在日常的設(shè)備管理中，必須加強(qiáng)潤(rùn)滑、振動(dòng)、溫度、異響等檢測(cè)分析，一旦有異常，必須立刻停機(jī)檢查，將故障消除在萌芽狀態(tài)。

常規(guī)的齒輪箱損壞，可以比較容易判斷損壞的原因。而行星減速機(jī)一旦出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，里面齒輪和軸承已經(jīng)攪成一片，很難分析原因，很難判斷是齒輪還是軸承先出的問(wèn)題，故防患于未然尤為重要（圖3齒輪箱破壞性損壞）。

圖3 行星齒輪箱破壞性損壞

3.1減速機(jī)潤(rùn)滑方面的問(wèn)題

(1)漏油

行星齒輪減速機(jī)漏油是普遍存在的問(wèn)題，漏油的形式也多種多樣，但漏源主要有以下幾個(gè)：①箱體與箱蓋的結(jié)合面；②油位視鏡與箱體結(jié)合面；③輸出軸與軸承座端蓋結(jié)合處；④高速軸與軸承座端蓋結(jié)合處；⑤防火透氣帽；等等。減速機(jī)漏油既污染環(huán)境衛(wèi)生，又造成浪費(fèi)。引起減速機(jī)漏油的原因有潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、潤(rùn)滑材料選擇不合理、減速機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等。

漏油的處理方法：漏油后應(yīng)立即查明漏油的原因，及時(shí)處理。減速機(jī)在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中加工精度不足，結(jié)合面出現(xiàn)漏油，可采用厭氧密封膠治理；減速機(jī)輸出軸和高速軸漏油，可改進(jìn)軸頭密封裝置，使可能外溢的油流回減速箱內(nèi)，例如增設(shè)密封裝置，制作一套溝槽密封圈。圖4軸密封裝置示意圖。

圖4 軸密封裝置示意圖

(2)油質(zhì)問(wèn)題

磨損性灰塵及研磨性微粒、水汽混入油中導(dǎo)致油質(zhì)變差，油品超出使用壽命導(dǎo)致粘度下降影響潤(rùn)滑效果等。潤(rùn)滑油變質(zhì)也會(huì)引起減速機(jī)內(nèi)油漆起泡脫落（圖5減速機(jī)內(nèi)油漆起泡脫落），如果脫落的油漆堵住潤(rùn)滑油口（圖6油管堵塞），則軸承在很短的時(shí)間就會(huì)損壞。

處置方法：防止異物混入，定期清理油站過(guò)濾器，定期檢查并清理減速機(jī)海底磁力棒螺栓上的金屬顆粒。每一季度需對(duì)油品進(jìn)行專(zhuān)業(yè)性檢測(cè)，并視情況更換油品。也可以引進(jìn)CJC精密過(guò)濾器濾油技術(shù)，過(guò)濾掉軟顆粒（油氧化產(chǎn)物，膠粘質(zhì)）和硬顆粒（粉塵顆粒+磨損顆粒），杜絕齒輪箱點(diǎn)蝕，延長(zhǎng)軸承使用壽命2倍以上，延長(zhǎng)換油周期2倍以上，保障行星齒輪減速機(jī)正常運(yùn)行。

圖5  減速機(jī)內(nèi)油漆起泡脫落

圖6 油管堵塞

（3）潤(rùn)滑不良問(wèn)題

由于行星齒輪減速機(jī)體積小，齒輪箱機(jī)體內(nèi)腔裝滿了旋轉(zhuǎn)的齒輪與軸承，散熱效果不佳易出現(xiàn)高溫，而有些減速機(jī)出廠時(shí)采用噴油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，減速機(jī)內(nèi)完全不存油，這樣在運(yùn)行過(guò)程中易出現(xiàn)低速太陽(yáng)輪齒及中間行星架齒聯(lián)接部分因潤(rùn)滑不良導(dǎo)致膠合損壞；減速機(jī)內(nèi)完全不存油，油位低，一旦出現(xiàn)斷油，減速機(jī)內(nèi)的軸承及齒輪損壞風(fēng)險(xiǎn)會(huì)很大。

處理方法：采用稀油站噴油潤(rùn)滑，解決減速機(jī)的散熱問(wèn)題。在減速機(jī)回油管上安裝“U”型管道，升高減速機(jī)體內(nèi)的油位，解決減速機(jī)中間級(jí)、低速級(jí)內(nèi)齒圈潤(rùn)滑問(wèn)題，改進(jìn)后減速機(jī)整機(jī)溫度明顯低于未做改善的減速機(jī)溫度（圖7減速機(jī)回油增加U型管）。

圖7 減速機(jī)回油增加U型管

（4）油液分析法的應(yīng)用

采用油液分析法可以對(duì)減速機(jī)油液變質(zhì)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而獲取減速機(jī)運(yùn)行狀況，判斷和預(yù)測(cè)減速機(jī)的備件的使用壽命，利用油液污染物體積濃度檢測(cè)儀和粒度分布檢測(cè)儀等設(shè)備可以定期檢驗(yàn)減速機(jī)內(nèi)部磨損和損壞狀態(tài)。

3.2行星齒輪減速機(jī)斷軸問(wèn)題

斷軸的主要表現(xiàn)是軸上產(chǎn)生裂紋或者軸斷裂掉下來(lái)。產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：①減速機(jī)劇烈振動(dòng)，動(dòng)負(fù)荷增加，超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，使軸產(chǎn)生疲勞而斷裂；②軸徑差形成臺(tái)階，軸的截面突然改變，或者軸上有鍵槽，使軸產(chǎn)生應(yīng)力集中而斷裂；③軸生產(chǎn)制造過(guò)程中的鍛造、調(diào)質(zhì)方面的質(zhì)量問(wèn)題。

處理辦法：更換新軸。

3.3行星齒輪減速機(jī)震動(dòng)大、噪音高等故障

減速機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)劇烈震動(dòng)，并發(fā)出較大噪聲，有可能是齒面膠合（圖11齒面膠合）、齒輪崩齒（圖8太陽(yáng)輪齒軸疲勞損壞）、行星輪疲勞開(kāi)裂、內(nèi)齒輪疲勞點(diǎn)蝕（圖10內(nèi)齒輪疲勞點(diǎn)蝕）、齒輪開(kāi)裂、軸承損壞、運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)等惡性故障。

減速機(jī)震動(dòng)大、噪音高的主要原因有：

(1)齒輪的齒面磨損、膠合、點(diǎn)蝕、磨偏等。

處理方法：及時(shí)更換嚴(yán)重磨損的齒輪。

(2)各齒輪的嚙合面接觸不良和受力不均，發(fā)生輪齒斷裂或齒圈斷裂，引起減速機(jī)震動(dòng)。（圖9行星輪疲勞開(kāi)裂）（圖12一級(jí)內(nèi)齒輪和行星輪損壞）

處理方法：及時(shí)更換嚴(yán)重磨損的齒輪，調(diào)整軸承間隙，改善齒輪潤(rùn)滑等。

(3)齒輪與軸的軸孔配合公差如孔過(guò)大時(shí)，造成齒輪和軸不同心，或者齒輪與軸裝配不當(dāng)產(chǎn)生松動(dòng)現(xiàn)象，引起減速機(jī)振動(dòng)。

處理方法：調(diào)整齒輪與軸的軸孔配合公差，精心裝配，防止松動(dòng)。

3.4軸承方面故障及處理方法

輥壓機(jī)行星齒輪減速機(jī)在高負(fù)荷、大振動(dòng)、強(qiáng)沖擊工況下工作，減速機(jī)軸承既要承受徑向力，又要承受軸向力和大沖擊力，因此損壞率很高。輥壓機(jī)軸承常見(jiàn)的損壞情況有如下幾種（圖13-19）：

處理方法：每使用1-2年安排專(zhuān)業(yè)維修單位檢查一下軸承間隙和磨損情況，視情況更換軸承，更換軸承時(shí)必須按照安裝規(guī)范操作，以免留下隱患。

3.5輸出空心軸故障及處理方法

（1）行星齒輪減速機(jī)安裝不到位，導(dǎo)致輸出空心軸內(nèi)孔和輥壓機(jī)軸的配合面出現(xiàn)膠合，嚴(yán)重時(shí)拆卸減速機(jī)時(shí)需要破壞性拆除輸出空心軸（圖20空心軸內(nèi)孔和輥壓機(jī)軸的配合面出現(xiàn)膠合,導(dǎo)致破壞性拆除輸出空心軸）。

處理方法：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范安裝減速機(jī)，安裝時(shí)將行星齒輪減速機(jī)空心軸內(nèi)孔和輥軸的配合面用99%的酒精或丙酮液清洗干凈，將帶有收縮套的行星齒輪減速機(jī)輸出端對(duì)正輥軸平行、緩慢地推入，必須防止減速機(jī)空心軸內(nèi)孔和輥軸發(fā)生刮擦、磕碰，安裝時(shí)不得用任何工具敲擊減速機(jī)任何部位。

圖20  空心軸內(nèi)孔和輥壓機(jī)軸的配合面出現(xiàn)膠合,導(dǎo)致破壞性拆除輸出空心軸

（2）收縮套安裝不規(guī)范，螺栓緊固不到位，導(dǎo)致輸出空心軸與輥壓機(jī)軸出現(xiàn)磨損（圖21輸出空心軸磨損），運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)減速機(jī)與輥壓機(jī)不同步。

處理方法：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范安裝收縮套，安裝時(shí)收縮套內(nèi)、外表面與空心軸的配合面不得有任何油漬和污漬，用力矩板手?jǐn)Q緊收縮套的鎖緊螺栓，擰緊力矩必須達(dá)到螺栓標(biāo)準(zhǔn)的力矩要求，擰緊收縮套鎖緊螺栓時(shí)必須依照螺栓沿圓周順時(shí)針或逆時(shí)針順序依次逐漸擰緊螺栓，當(dāng)一只螺栓稍稍帶上一點(diǎn)勁時(shí)即開(kāi)始緊下一個(gè)螺栓，如此往復(fù)循環(huán)，直到達(dá)到要求力矩為止，在達(dá)到要求力矩之前依次逐漸擰緊螺栓的循環(huán)圈數(shù)越多鎖緊效果越好。

圖21  輸出空心軸磨損

3.6 扭力盤(pán)方面的故障及處理方法

扭力盤(pán)基礎(chǔ)螺栓松動(dòng)或斷裂和關(guān)節(jié)軸承損壞引起減速機(jī)震動(dòng)。

處理方法：加固扭力盤(pán)基礎(chǔ)，更換關(guān)節(jié)軸承，加強(qiáng)對(duì)關(guān)節(jié)軸承的日常保養(yǎng)。扭力盤(pán)有L型扭矩支撐結(jié)構(gòu)、懸掛式扭矩支撐結(jié)構(gòu)、地接式扭矩支撐結(jié)構(gòu)等，部分行星齒輪減速機(jī)扭力盤(pán)在設(shè)計(jì)上就存在缺陷，需根據(jù)扭力盤(pán)受力情況進(jìn)行改進(jìn)。

3.7 萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器方面的故障及處理方法

萬(wàn)向節(jié)安裝超過(guò)擺動(dòng)范圍或關(guān)節(jié)軸承損壞，從而在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生受力不平衡。

處理方法：調(diào)整電機(jī)中心線，確保萬(wàn)向節(jié)擺動(dòng)在標(biāo)準(zhǔn)范圍，對(duì)萬(wàn)向節(jié)做好動(dòng)平衡試驗(yàn)，加強(qiáng)萬(wàn)向節(jié)的日常潤(rùn)滑和保養(yǎng)。

4　日常維護(hù)的重點(diǎn)和監(jiān)控方法

輥壓機(jī)行星減速機(jī)日常維護(hù)、定期保養(yǎng)和損壞的早期發(fā)現(xiàn)非常重要，制定日常維護(hù)制度，定期請(qǐng)專(zhuān)業(yè)維護(hù)單位進(jìn)行保養(yǎng)。每周兩次觀察減速機(jī)海底磁力棒螺栓和稀油站回油處是否有金屬鐵屑和粉末，一旦發(fā)現(xiàn)油路中有金屬鐵屑和粉末而且連續(xù)觀察還呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，則該減速機(jī)需立即停機(jī)檢查，排除軸承和齒輪故障。一旦減速機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)和異響，需馬上停機(jī)檢查減速機(jī)內(nèi)部是否出現(xiàn)故障，未經(jīng)過(guò)故障復(fù)核不得再次開(kāi)機(jī)，以免造成重大設(shè)備故障。輥壓機(jī)行星減速機(jī)測(cè)溫處一般設(shè)置在高速軸處，一旦減速機(jī)高速軸處出現(xiàn)高溫需檢查進(jìn)油量大小、潤(rùn)滑過(guò)濾器是否堵塞和減速機(jī)與電機(jī)同軸性、萬(wàn)向聯(lián)軸器振動(dòng)及是否存在軸承跑外圈、軸承游隙過(guò)大過(guò)小等問(wèn)題。建立完備的有關(guān)設(shè)備的安裝、操作使用、維護(hù)、備品備件、零部件和維修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，可以及時(shí)調(diào)閱設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)查詢?cè)O(shè)備及故障部件的型號(hào)規(guī)格參數(shù)以及庫(kù)存情況，可在Z短時(shí)間內(nèi)對(duì)設(shè)備部件進(jìn)行更換及故障修復(fù)。在設(shè)備的生命周期內(nèi)所有改變的數(shù)據(jù)精心準(zhǔn)確記錄，并且可以查詢，包括文檔、圖像、維護(hù)人員、更新配件的數(shù)量和型號(hào)等。

新興的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的智能化分析，及時(shí)判斷設(shè)備的隱蔽故障部位及問(wèn)題所在，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)預(yù)知維修。采用機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)，利用測(cè)取減速機(jī)運(yùn)行中或相對(duì)靜態(tài)條件下的狀態(tài)信息，通過(guò)對(duì)所測(cè)信號(hào)的處理和分析，并結(jié)合減速機(jī)運(yùn)行的歷史狀況，來(lái)定量識(shí)別減速機(jī)及其零件、部件的實(shí)時(shí)技術(shù)狀態(tài)，并預(yù)知異常、故障和預(yù)測(cè)其未來(lái)技術(shù)狀態(tài)，從而確定必要對(duì)策的要求。常用的診斷方法有：振動(dòng)監(jiān)測(cè)法、溫度監(jiān)測(cè)法、油液分析法、無(wú)損診斷技術(shù)和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。隨著行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備智能化管理是趨勢(shì)，智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以通過(guò)振動(dòng)傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，形成趨勢(shì)圖、頻域圖、時(shí)域圖，利用高級(jí)分析工具對(duì)各種圖譜進(jìn)行處理，從而確定設(shè)備的故障點(diǎn)、故障情況、故障原因，可以做到對(duì)行星齒輪減速機(jī)運(yùn)行的預(yù)判。

5　結(jié)束語(yǔ)

設(shè)備管理工作的方針是依靠技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展，以預(yù)防為主。輥壓機(jī)行星齒輪減速機(jī)作為水泥企業(yè)的主要機(jī)械設(shè)備，其重大設(shè)備事故層出不窮，設(shè)備管理是水泥企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)至關(guān)重要的一部分，為確保設(shè)備的長(zhǎng)期有效運(yùn)行，必須采用各種科學(xué)管理手段和技術(shù)措施，對(duì)設(shè)備的整個(gè)壽命周期各個(gè)階段每個(gè)環(huán)節(jié)的的全過(guò)程控制，抓好設(shè)備管理有利于提高企業(yè)整體效益，抓好設(shè)備壽命周期管理可直接增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；抓好設(shè)備事故管理可促進(jìn)企業(yè)安全生產(chǎn)。依靠技術(shù)進(jìn)步是設(shè)備管理的基礎(chǔ)，建立以預(yù)防為主的設(shè)備管理指導(dǎo)思想，重視設(shè)備基礎(chǔ)管理工作，健全設(shè)備技術(shù)檔案資料，方能保證設(shè)備長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行。

來(lái)源：《水泥雜志》2020