1。軸輸出端漏油 棒材生產(chǎn)線主減速機分為水平軋制減速機和垂直軋制減速機，其輸出端采用兩個內(nèi)骨架的油封結構。 由于棒材生產(chǎn)車間精軋機減速機輸出軸速度高達18m/s，油封的工作溫度為115 & deg橡膠骨架油封摩擦系數(shù)高，高速時磨損嚴重。 另外橡膠材料容易老化，導致骨架油封使用壽命短。當骨架油封失效時，漏油變得更加嚴重。 2。減速箱分型面漏油 減速箱分型面一般不磨。 由于油的滲透性很強，如果箱體分型面沒有安裝密封材料，油就會從分型面漏出。因此，要求分型面填充裝配時不產(chǎn)生墊厚的密封材料，以長期有效地防止漏油。 3。腔體內(nèi)外的壓力差造成減速器漏油 ，齒輪的嚙合會產(chǎn)生熱量，隨著運行時間的延長，減速器內(nèi)部的溫度會逐漸升高。 另外，齒輪的攪拌作用也會使箱內(nèi)油溫升高。 以上兩個原因導致箱內(nèi)溫度高于箱外溫度，使箱內(nèi)氣壓高于箱外大氣壓，潤滑油可能從密封最薄弱的地方滲出箱外。 特別是在軸封處，如果減速機廠家采用橡膠框架油封，摩擦系數(shù)高，軸磨損嚴重，潤滑油容易泄漏。 當設備停止運轉時，內(nèi)部溫度和壓力會降低，外部冷空氣會將灰塵和水汽帶入減速機，造成潤滑油污染，降低軸承的使用壽命。
1.輸出軸端的結構改良 減速器的輸出端裝有甩油環(huán)，甩油環(huán)的外圓加工有凹槽，以增加離心甩油量；回油槽加工在通蓋內(nèi)的最低點，軸承轉動濺出的潤滑油大部分甩入油箱，少量潤滑油沿通蓋的回油槽流回油箱；普通骨架油封改為ALG532復合油封，因為這種復合油封在金屬和非金屬之間采用了高效密封膠，有效消除了泄漏途徑；油封采用進口指形彈簧，保證預緊力均勻，消除四氟乙烯冷流特性對密封性能的影響；油封采用抗磨材料，摩擦系數(shù)極小(0.11)，使用壽命是普通橡膠的6-10倍。油封具有良好的溫度適應性，其工作范圍為-200 & deg；~ 230 & deg以滿足大多數(shù)設備的操作條件。 2.箱體分型面的結構改進 對于新的盒子，可以在下盒的分型面上銑一個帶有O型密封帶的矩形凹槽。組裝后能有效防止箱體漏油。 如果不方便加工密封槽，可以在上、下盒的分型面涂上硅膠，也能達到很好的密封效果。 3.減速器內(nèi)外壓差引起的漏油。 為了降低齒輪箱內(nèi)部的壓力，可以在壓蓋內(nèi)部加工一個類似迷宮密封的凹槽，以降低齒輪箱內(nèi)外的壓力差。 應經(jīng)常檢查盒子的通風孔，并用手徹底感覺通風孔。如果壓差大，說明排氣孔直徑小，應該加大。此外，減速器制造商應在維護期間定期清潔設備& ldquo透氣帽& rdquo以使其正常透氣。
過盈聯(lián)接是軸與套筒最常用的連接形式之一。 過盈聯(lián)接的主要優(yōu)點是結構簡單、定心好、承載能力高、能承受沖擊載荷、對軸強度削弱小。缺點是裝配困難，對配合尺寸精度要求高。 一旦過盈配合失效，將會影響設備的正常運行，甚至造成嚴重的人員傷亡。 因此，減速器生產(chǎn)廠家在使用過盈聯(lián)接時要注意兩個問題:一是聯(lián)接的可靠性，二是聯(lián)接件的疲勞壽命。 要解決這兩個問題，選擇合適的過盈量并保證合適的接觸應力是非常重要的。 為確定合適的過盈量和得到準確的接觸應力提供了一種新的可靠的設計方法，可以大大提高設計效率。
三。提出解決問題的方案 針對以上情況，為了降低設備故障率和運行維護費用，進一步保證今后氧化溝旋轉曝氣單元更加可靠穩(wěn)定的運行，廠家提出如下改進方案: 3.1增加前軸承座 在動力傳動裝置(減速機)與曝氣機水平軸之間增加一套前軸承座。前軸承座的一端通過聯(lián)軸器與減速器連接，另一端通過法蘭與曝氣機的水平軸連接。 這樣，曝氣機水平軸的重力和旋轉運行時產(chǎn)生的復合力并不直接作用在減速器的輸出軸上，而是由前軸承座和后軸承座支撐。減速器的輸出軸只傳遞扭矩，改變了減速器的受力結構，使減速器的主動輪和從動輪受力均勻，從而提高了減速器的運行可靠性，延長了減速器的使用壽命。 此外，雙支撐結構的曝氣器單元便于維護減速器，無需提升曝氣器的水平轉軸，松開聯(lián)軸器連接即可完成。 3.2原基礎改造 為解決原設備基礎預埋鋼板松動問題，我們的改進方案是將原基礎上的預埋鋼板拆除，并根據(jù)設備定位寸的要求在基礎上做預留孔，采用不銹鋼地腳螺栓預埋混凝土的方法重新定位安裝氧化溝旋轉曝氣單元，使其縱向、橫向、同心度達到最佳效果。 3.3前端軸承座的結構形式 前端軸承座的內(nèi)部結構為調(diào)心滾子軸承和帶內(nèi)部骨架的旋轉唇形密封圈，通過法蘭軸頭安裝在軸承套內(nèi)，形成封閉的空腔，軸承套配有專用的注脂裝置。 安裝前，檢查軸承。滾珠、圓柱面和滾道光滑清潔，無裂紋和變色坑，珠框不擺動，轉動靈活。 安裝軸承前，檢查軸和軸承的尺寸。檢驗合格后，對軸承進行加熱，控制加熱溫度非常重要。如果溫度太低，軸承膨脹小，軸承安裝困難，即使安裝到一半也會進退兩難。如果溫度過高，容易造成軸承變色、換料，加速軸承老化。加熱溫度應控制在90-mdash；在100攝氏度以內(nèi)，軸承的耐用性可以達到最大。 軸承套安裝在軸承座上，由上蓋壓緊，防止其轉動。 采用ZG45優(yōu)質(zhì)鑄鋼制成的分體式軸承座，不僅對污染物具有可靠的密封，而且在軸承座的整體設計中采用了活動式結構，可以有效避免曝氣器水平軸因溫差變化而產(chǎn)生的膨脹收縮而產(chǎn)生的溫度應力和變形。 調(diào)心滾子抗磨軸承可用于適當調(diào)整旋轉軸的偏轉角。 3.4聯(lián)軸器的結構 聯(lián)軸器采用齒形聯(lián)軸器連接。 齒輪聯(lián)軸器是鋼制聯(lián)軸器的一種，具有補償徑向、軸向和角軸偏差的能力，具有結構緊湊、回轉半徑小、承載能力大、傳動效率高、噪音低、維修周期長等優(yōu)點。 聯(lián)軸器的一端與減速器的輸出軸連接，另一端與前支撐軸承座上的軸頭連接。 齒輪聯(lián)軸器的內(nèi)外齒全部加工成鼓形齒，允許內(nèi)外半齒輪聯(lián)軸器在一定角度偏差內(nèi)嚙合運行。 齒輪聯(lián)軸器具有良好的緩沖性能，既能傳遞較大的扭矩，又能補償減速器輸出軸與曝氣器水平軸的位置偏差。 四。推廣應用 隨著社會主義生產(chǎn)力的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量越來越高，對環(huán)境的要求也越來越高，這就要求作為其中一部分的生活污水處理廠能夠連續(xù)、可靠、穩(wěn)定的運行。 氧化溝曝氣設備作為運行中的主要工藝，顯得尤為重要。雙支撐結構轉盤曝氣裝置的應用，解決了設備的主要事故，維修方便，值得推廣。
減速機輸入軸密封結構及漏油分析 輥壓機減速機輸入軸密封結構由一個TC型160x190x16骨架油封和一個J型160x190x16無骨架油封組成。 TC型油封主要起密封液壓油的作用，J型油封主要起防塵作用。兩者結合可以防止外界灰塵進入，為TC型油封創(chuàng)造良好的環(huán)境。 輸入軸在密封處嵌有軸套，密封件直接接觸軸套表面形成密封。軸套可以更換，有效保護傳動軸表面。 廠家減速機漏油主要是密封件損壞和軸套磨損造成的。 1。密封件非正常失效 密封件失效會導致漏油，而密封件在正常壽命周期內(nèi)失效屬于正常現(xiàn)象。觀察到減速機密封件使用壽命短，屬于非正常失效。 進一步觀察發(fā)現(xiàn)，密封元件有兩種，其中J型油封失效概率較高。 認為密封件采用硅橡膠，耐油性差，耐高溫，機械強度低。 然而，減速器輸入軸的速度高達1440轉/分。油封唇口與軸套表面的摩擦產(chǎn)生大量熱量，接觸面會產(chǎn)生很高的溫度(120℃以上)。長時間在高溫下工作，加速了密封件的老化、開裂和磨損，最終失效。 在達到使用壽命之前導致過早損壞。 另外，TC型油封為雙唇型結構，J型油封為單唇型結構。TC型油封的結構優(yōu)于J型油封，剛性好，耐磨性強。 因此，在相同條件下，TC油封的失效概率較小，而J油封的失效概率較大。 2。輸入軸的軸套表面磨損 。軸套的表面與密封件接觸，形成密封結構。當軸套長時間轉動時，軸套表面與密封件的接觸部分磨損嚴重，形成溝痕，使兩者接觸間隙增大，導致漏油。 間隙的增大使大量灰塵進入密封部位，加劇磨損和漏油。 總之，漏油現(xiàn)象是油封失效、軸套磨損、間隙增大的綜合結果。
解決方案 減速機廠家分析了漏油的原因，提出了具體的解決方案，并進行了大膽的嘗試，取得了良好的效果。 (1)更換油封材料。 原密封件采用硅橡膠，不適合在高溫下工作，所以氟橡膠制成的密封件綜合性能優(yōu)越，耐高溫可達300℃，耐油耐酸，優(yōu)于其他橡膠。 可在200~250℃下長期工作。 實驗表明，更換氟橡膠油封后，密封件的使用壽命大大延長，漏油現(xiàn)象明顯減少。 但是，與兩種密封件相比，J型油封的使用壽命仍然比TC型油封短。 (2)用TC型油封更換J型油封。 J型油封的使用壽命比TC型油封短。J型油封先失效，J型油封失效后密封性能下降，決定用TC型油封更換J型油封。 據(jù)分析，從TC型油封和J型油封的結構來看，TC型油封為雙唇結構，與軸面雙接觸，密封性能較好，而J型油封為單唇結構，與軸面單線接觸，密封性能較J型油封差 從安裝結構上看，TC型油封和J型油封寬度相同，在密封端蓋中兩者之間只有一個凸臺。TC型油封取代J型油封，端蓋內(nèi)的凸臺被加工掉，既提高了密封性能，又方便了安裝。 (3)更換襯套。 更換新軸套時，需要考慮兩個問題，一是磨損問題，二是軸套內(nèi)孔與輸入軸外徑的間隙問題。間隙小，安裝不方便，軸面容易損壞，間隙大，容易漏油。 新設計的軸套采用45 #鋼，表面淬火，增加耐磨性。對淬火后的表面進行研磨，其表面粗糙度控制在0.8 μm。m，軸套的光滑表面可以減少磨損，同時增加強度。 確定軸套孔徑尺寸的公差，既要考慮加工變形的影響，也要考慮溫度變化的影響。零件受熱會膨脹，間隙增大，需要建立適當?shù)拈g隙。 檢查& ldquo設計手冊& rdquo公式D = D(1+α；△T)，&α；=(11.3 ~ 13)&倍；10-6、△T取80℃，計算出的膨脹量約為0.1 mm，考慮到傳動軸受熱會膨脹以及其他因素的綜合影響，確定軸套內(nèi)孔公差為-0.01 ~ (-0.03) mm。
通過對漏油的分析，減速器制造商實施了多項改進措施。 改變密封件的材料，提高耐磨性；TC油封取代J油封，提高密封性能；軸套采用45鋼，外表面淬火，提高耐磨性、表面粗糙度和減磨性。合理的內(nèi)徑公差保證了軸套內(nèi)孔與軸面之間有適當?shù)拈g隙，既保證了正常安裝，又保證了不漏油。 采取改進措施后，經(jīng)過長時間觀察，漏油現(xiàn)象明顯改善，密封件使用壽命提高近一倍，軸套磨損痕跡不明顯，間隙變化小，密封腔內(nèi)灰塵少。 密封性能大大提高，效果明顯。 由于維修量的減少，提高了設備的利用率，保證了設備的正常運行，提高了經(jīng)濟效益。
減速機蝸桿端密封結構分析 減速機生產(chǎn)廠家對損壞的減速機進行解剖后發(fā)現(xiàn)，減速機蝸桿端原有的潤滑密封機構采用普通骨架油封，軸承和蝸輪采用液體潤滑油潤滑。 蝸桿兩端的進軸蓋上設有骨架油封。蝸桿軸右側滑輪裝置公差為過渡配合，線速度為5.5 m/s，冷卻風扇在蝸桿左側。 兩端用普通骨架油封密封。運行時，減速機殼體內(nèi)油溫在75℃左右，攪拌的油漿溫度在85℃以上，殼體溫度一般在70℃左右。 可以看到穿軸蓋中間凹進去的部分是一個油底殼。 當蝸桿運轉時，軸承球(柱)通過蓋將油拋入軸的油槽中。 普通骨架油封設置在穿軸蓋的中心。由于普通骨架油封不適應高溫中速的運行條件和化合過程的惡劣工作環(huán)境，骨架油封容易磨損熔化，造成潤滑油泄漏。 蝸輪箱內(nèi)的潤滑油通過球(柱)和油槽通道直接從骨架熔化的油封中漏出，使軸承和蝸輪少有或沒有油潤滑，導致軸承和蝸輪損壞。 此外，更換油封時，必須拆下皮帶輪(或冷卻風扇)。由于公差緊，而減速器又大又重，維修和拆卸工作量大，也給維修和更換帶來很大不便。
改進蝸桿端潤滑和密封的局部結構 在高溫中速運轉條件下，蝸輪減速器的漏油大致可分為動態(tài)和靜態(tài)兩種情況。 廠家的改進主要采用三個密封組合的方案，解決兩種不同情況下的漏油問題。 第一個密封主要解決動態(tài)下減速器的漏油問題，第二個和第三個密封主要解決靜態(tài)下減速器的漏油問題。 具體功能和密封結構如下 第一種密封:采用螺旋密封，進軸蓋上設計了抓油螺紋。 螺旋密封是一種非接觸式密封，即螺旋密封帶動從蝸桿軸流出的高溫油回流到油槽中，對軸承起到良好的潤滑作用。 二次密封:采用接觸密封。 停機后，油通過螺旋密封段流出，靜止狀態(tài)下用填料毛氈環(huán)密封進行第二次封堵。 氈圈由聚四氟乙烯纖維填料組成，該填料適宜的工作條件為:溫度65 ~ 260℃，轉速100 ~ 1 750 r/min，壓力0 ~ 3 MPa。 第三次密封:采用接觸密封，新增油封端蓋和密封墊，端蓋內(nèi)設置雙向動油封，在靜態(tài)下進行第三次密封。 油封環(huán)的材料是丁腈橡膠，適合中速。工作溫度
盾構法以其自動化程度高、勞動強度低、速度快、隱蔽性好、對環(huán)境擾動小等優(yōu)點，在城市地下空間開發(fā)領域得到了廣泛應用。 行星齒輪減速器是驅動盾構機刀盤旋轉的關鍵部件，其輸入與變頻電機相連，輸出與主軸承的內(nèi)齒圈嚙合，既傳遞動力，又承受沖擊載荷。 在盾構掘進過程中，刀盤推進產(chǎn)生的軸向力可以被承壓隔板平衡，旋轉產(chǎn)生的摩擦扭矩產(chǎn)生的徑向力會通過主軸承傳遞給減速器，減速器在各種工況下都會受到扭矩的沖擊，特別是在地質(zhì)突變和緊急制動的情況下，可能導致減速器失效，造成停機。 【/h/】國外盾構施工相對成熟，主傳動減速機故障處理以預防為主，施工過程中強調(diào)運行監(jiān)控。 隨著地下空間的快速開發(fā)利用，國內(nèi)盾構機數(shù)量急劇增加，而設備運維人員相對不足，運行監(jiān)控工作滯后。最近出現(xiàn)了多起盾構機未到大修期，但主驅動減速器非正常損壞的情況。因此，減速器生產(chǎn)廠家應高度重視盾構施工中主傳動減速器的維護和故障排除。 以赫里克和NFM盾構為例，研究了主傳動減速器的故障及處理方法。研究了行星齒輪減速器的故障診斷。對主減速器安全軸斷裂進行了研究。研究了主傳動減速器的動態(tài)特性。 但這些研究很少對主傳動減速器異常損壞的原因進行深入分析。 本文結合北京市海淀區(qū)500 kV電力隧道3標盾構減速器損壞的案例，針對減速器損壞導致停工的現(xiàn)象，著重分析了減速器損壞的原因。
結論與討論 1)行星齒輪減速器作為盾構機的關鍵主傳動部件，具有功率密度高、扭矩大、體積小、可靠性要求高等復雜的技術要求。而且由于減速器系統(tǒng)特殊的變負荷工況和井下施工環(huán)境，一旦在施工中發(fā)生故障，將會造成不可估量的損失。 2)通過分析，發(fā)現(xiàn)減速器失效的原因是:掘進參數(shù)不合理；第二和第三減速機構的滾動軸承故障 因此，在施工過程中應加強對主傳動減速器的狀態(tài)監(jiān)測，特別是在有大漂石或孤石的地段，應在開挖面前方20 m處進行超聲波障礙探測，及時發(fā)現(xiàn)大漂石等障礙物并排除。 合理調(diào)整掘進參數(shù)，防止刀盤扭矩異常損壞減速器。 隨著我國盾構掘進里程的不斷增加，減速器備件需求將激增。而進口行星齒輪減速器價格昂貴，供貨周期長，難以滿足施工實際需求。 如何設計和制造外形尺寸小、傳遞扭矩大、壽命達到10 000 h的行星齒輪減速器是減速器國產(chǎn)化的一個方向。
目前水泥、礦山、化工等行業(yè)首選的破碎設備是輥壓機，它可以增產(chǎn)、降耗、綠色生產(chǎn)、保護環(huán)境。 廠家分解輥壓機的傳動部分，主要包括主電機、萬向節(jié)聯(lián)軸器、行星齒輪減速器、鎖緊盤、扭力盤等部件。 其中，電機和減速器采用萬向節(jié)聯(lián)軸器連接，以適應滾筒的位移變化；減速器的外殼通過螺栓固定在扭力板上。扭力板的作用是平衡滾筒轉動產(chǎn)生的反作用力矩，同時保證減速器能帶動滾筒軸運動。 扭轉板作為輥壓機傳動系統(tǒng)的重要組成部分，在輥壓機運行過程中隨時都在運動，承受著很大的扭矩和沖擊載荷。 因此，當滾筒和減速器聯(lián)動時，扭轉盤本身的結構應該一起擺動。 隨著輥壓機的發(fā)展，扭轉盤的結構和安裝形式也在發(fā)生變化。 早期的扭力盤主要由臂板、連桿、底座和銷軸等組成。有兩個獨立的部件，分別連接到一個減速器上。扭力盤的底座通過地腳螺栓固定在地面上。 目前輥壓機的扭力板是一個整體部件，同時連接兩個減速器；它主要由兩個臂板、兩個連接臂、銷軸、擋板等組成。 扭力板為平行四邊形結構，不需要設置地腳螺栓，具有節(jié)省空間、重量和成本的優(yōu)點。
扭力板最大應力點在扭力板上部與筋板的焊接處，扭力板與行星減速器連接處最大應力為19.65 MPa，最大位移為0.156mm。 廠家指出，無筋結構下，扭力板最大應力點在扭力板上部，最大應力30.7MPa，最大位移0.2mm在扭力板與行星減速器連接處。 焊接加勁肋起到減小最大應力和變形的作用。 最大位移值是相對的，是扭矩盤穩(wěn)定工況下最大輸出扭矩作用時的變化，所以位移變化值相對較小。 根據(jù)扭力盤的工作狀態(tài)、不同的水平運動狀態(tài)和不同的載荷情況，得出扭力盤在不同位置的最大應力值和相對位移。 扭力盤在不同位置工作時，扭力盤的最大應力和最大位移相差不大，最大應力點不變且分布不均勻。 最大位移變化量在原點處最大，板塊左右移動時最大位移量相應減小，但變化量不是很大。
輥磨減速機自重106t t，如果退回減速機廠家維修或按正常程序訂購備件，按程序進行整機運輸和齒輪準備，工期至少需要三個月。 為了盡量減少損失，另一方面想辦法盡快修復齒輪軸和齒套，恢復生產(chǎn)。 使用的這款減速機是以當時的加工能力在2008年開發(fā)的較大的減速機，國內(nèi)只生產(chǎn)2臺。因此，很難修復傘齒的損壞。 為了保護傘齒，在設計時故意降低了鼓齒即三件套的強度，這是減速器的薄弱環(huán)節(jié)，容易損壞。 2010年，廠家將MLX420-01輥磨減速機升級為MLXSD420輥磨減速機。MLX420-01輥磨減速機停產(chǎn)后，沒有備件和毛坯庫存，修理工期壓力較大。 立足于公司，確保維修后的穩(wěn)定生產(chǎn)，縮短維修周期，減少損失。在不知道滾筒齒輪和齒套具體材料規(guī)格的前提下，找到了毛坯材料為42CrMoA的鍛件。 如果毛坯進行粗加工，直到每個加工面上留有5mm的余量，進行調(diào)質(zhì)處理，并在磨削前對齒面進行高頻淬火，如果能達到要求，就可以立即組織鍛件，開始機械制造，這樣不僅可以節(jié)省原設備制造商按正常生產(chǎn)程序所需的大部分時間， 而且節(jié)省了舊件取樣和送檢確定材料的時間，同時避免了材料檢測結果偏差對強度的影響。 在查詢了生料磨和減速機的資料后，進一步分析了減速機鼓形齒輪三件套的工作原理，并對42CrMoA材質(zhì)的鍛件進行了強度設計校核。
鼓形齒輪連接是由沿齒長方向具有鼓形齒厚的外齒輪套和直內(nèi)齒圈組成的一種柔性連接。主要用于兩軸或旋轉部件的連接。減速器制造廠允許有一定的軸向位移和軸向偏轉角。 這種連接方式已廣泛應用于行星齒輪減速器的內(nèi)浮動結構中。 鼓形齒的連接一般有以下特點:外齒套的齒厚為鼓形，中間厚兩端薄，可以避免齒端的角接觸，從而允許兩軸有較大的角位移。一般設計為& plusmn0.5度；鼓形齒輪能有效避免輪齒端面接觸引起的應力集中，因此能承受較大的扭矩和沖擊載荷，過載能力大，工作穩(wěn)定可靠。在相同的角位移下，直齒圓柱齒輪聯(lián)軸器的承載能力提高15% ~ 20%，傳動效率高達99.7%。鼓形齒不承受軸向力，在運轉中能補償少量的軸向位移。鼓形齒結構緊湊，重量和轉動慣量小，工作時產(chǎn)生的力矩小。
