【德國(guó)FAG軸承】減速機(jī)常見故障分析及維護(hù)

  濟(jì)南市鴻慷機(jī)電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟(jì)南，是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國(guó)舍弗勒集團(tuán)在山東的授權(quán)代理商。公司專營(yíng)舍弗勒集團(tuán)旗下兩大品牌德國(guó)INA軸承和德國(guó)FAG軸承，是一家順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而誕生的專業(yè)化新型高端軸承公司。多年來(lái)一直從事軸承的銷售和售后技術(shù)支持，在機(jī)械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，今天濟(jì)南鴻慷機(jī)電進(jìn)口軸承專家為大家介紹一下減速機(jī)常見故障分析及維護(hù)。

  一．工作原理

  減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速、大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，把電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)減速機(jī)輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的。普通的減速機(jī)也會(huì)有幾對(duì)齒輪，通過(guò)齒輪之間的相互嚙合來(lái)達(dá)到理想的減速效果。大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動(dòng)比。

  減速機(jī)日趨大型化，低速、重載和高運(yùn)轉(zhuǎn)率的矛盾日益突出。大型減速機(jī)要求必須具備足夠的承載能力和運(yùn)行的可靠性，然而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)并非易事。它負(fù)荷重、制造精度高、檢修難度大、費(fèi)用高、周期長(zhǎng)，對(duì)工廠的生產(chǎn)影響大。因此，切實(shí)搞好減速機(jī)的管理，提高維護(hù)水平，保持其良好的機(jī)械性能和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是設(shè)備管理的重點(diǎn)之一。

  二．減速機(jī)常見故障及處理方法

三．減速機(jī)斷齒故障分析

減速機(jī)最常見、最容易發(fā)生的故障就是輪齒剝落、點(diǎn)蝕、掉塊和斷齒，特別是低速級(jí)的齒輪，掉塊、斷齒現(xiàn)象最為頻繁。在供油油質(zhì)、油量、油壓、傳動(dòng)負(fù)荷等都正常的情況下，減速機(jī)的輸出大齒輪轉(zhuǎn)速最低，承受的轉(zhuǎn)矩最大，受力最大，齒輪的直徑和單重最大，毛坯鍛造、機(jī)械加工和熱處理、安裝要求難度也最大，若在技術(shù)、控制、質(zhì)量檢驗(yàn)等某一道工序中把關(guān)不嚴(yán)，就可能會(huì)造成該齒輪在使用中發(fā)生問(wèn)題。減速機(jī)發(fā)生斷齒后，修復(fù)難度大、費(fèi)用高、周期長(zhǎng)，對(duì)工廠的生產(chǎn)影響大。

斷齒的因素較多，根據(jù)分析，減速機(jī)斷齒的位置一般都不對(duì)稱，大多不發(fā)生在齒根部位，斷口形狀與一般疲勞斷裂的斷口形狀相似，在斷口上能夠明顯地觀察到疲勞源、光滑的或貝殼狀的疲勞裂紋發(fā)展區(qū)和粗糙的瞬斷區(qū)。大部分屬于隨機(jī)斷裂。主要是由于缺陷或過(guò)高的有害殘余應(yīng)力所誘發(fā)，可能是夾雜物、微細(xì)磨削裂紋或不適當(dāng)?shù)臒崽幚硪鸬木植繑嗔?。從斷口形態(tài)和部位分析，首要原因可能是材質(zhì)夾雜、毛坯鍛造有問(wèn)題；其次是淬火與滲碳工藝欠佳，或其它原因造成齒輪本身質(zhì)量問(wèn)題。

減速機(jī)及電動(dòng)機(jī)的中心線位于同一條軸線上，這樣運(yùn)行才能平穩(wěn)，尤其可使減速機(jī)的齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)。如果電機(jī)與減速機(jī)的中心線不在同一條軸線上，在運(yùn)行中，減速機(jī)的輸出軸產(chǎn)生一個(gè)很大的斜拉力，使減速機(jī)低速大齒輪的齒輪軸歪斜，其中心線和與其嚙合的兩個(gè)小齒輪的齒輪軸中心線不平行，導(dǎo)致低速大齒輪和兩個(gè)小齒輪的輪齒嚙合面減小，增加輪齒的偏載負(fù)荷。兩端軸承處產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，齒輪長(zhǎng)期處于嚴(yán)重地偏載運(yùn)行，這也是減速機(jī)發(fā)生輪齒掉塊、斷齒等故障的一個(gè)重要原因。

四.減速機(jī)潤(rùn)滑

主要包括對(duì)齒輪和軸承的潤(rùn)滑，根據(jù)彈性流體動(dòng)力學(xué)潤(rùn)滑理論，齒面潤(rùn)滑的狀態(tài)與齒面的接觸應(yīng)力、滑動(dòng)速度和方向、潤(rùn)滑油性能有著密切的關(guān)系。由于齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是嚙合時(shí)間非常短促和同時(shí)發(fā)生滑動(dòng)和滾動(dòng)，且滑動(dòng)方向和大小都在急劇地變化，接觸面積很小且接觸應(yīng)力很高，原來(lái)的壓粘關(guān)系在高壓(高應(yīng)力)下已失效，在此情況下，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果值，齒輪的潤(rùn)滑狀態(tài)可分為3種:

1.完整全油膜潤(rùn)滑。齒面完全被彈性流體動(dòng)力油膜隔開，輪齒表面的磨擦轉(zhuǎn)變?yōu)橛湍?nèi)部分子間磨擦，磨擦系數(shù)很小。油膜厚度受負(fù)荷影響不大，載荷全部由油膜承擔(dān)，發(fā)生點(diǎn)蝕、膠合、磨損等損傷概率最小，這是一種理想狀態(tài)。

2.邊界潤(rùn)滑。彈流動(dòng)力潤(rùn)滑油膜厚度小于兩齒面的綜合粗糙度，輪齒間不存在有流動(dòng)油膜(高速齒輪除外)，齒面只能靠邊界油膜隔開，輪齒表面有較多的凸峰接觸，易發(fā)生擦傷、粘著膠合的摩損。為避免齒面直接接觸，應(yīng)在基油中加人油性劑和極壓劑，來(lái)改善潤(rùn)滑油的性能，形成吸附膜和極壓潤(rùn)滑膜。邊界潤(rùn)滑是一種不穩(wěn)定的潤(rùn)滑狀態(tài)。

3.混合潤(rùn)滑狀態(tài)。它界于前兩者之間，齒面間既有彈流潤(rùn)滑，又有邊界潤(rùn)滑，這種潤(rùn)滑狀態(tài)差異很大，有的接近彈流潤(rùn)滑，有的接近邊界潤(rùn)滑。

五．潤(rùn)滑對(duì)減速機(jī)的影響

1.潤(rùn)滑對(duì)膠合的影響

膠合是齒輪最常見的磨損現(xiàn)象。膠合是由于齒面的潤(rùn)滑膜完全失去了作用，發(fā)生金屬直接接觸，產(chǎn)生干磨擦(局部高溫)，使金屬熔化相互粘著而又撕開。潤(rùn)滑可以阻止膠合的產(chǎn)生。對(duì)不含油性劑和極壓劑的礦物油，若油的粘度愈高，形成的油膜愈厚，粘附性愈強(qiáng)，容易阻止齒面的直接接觸，抵抗粘著磨損的能力愈強(qiáng)。對(duì)于在礦物油中加人油性劑和復(fù)合礦物油，它可以用物理和化學(xué)的吸附方式，形成比純礦物油更牢固的邊界油膜，抵抗粘著磨損的效果更顯著;對(duì)含有極壓劑的極壓齒輪油，它能與齒輪表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無(wú)機(jī)物覆蓋膜，使膠合磨損失去產(chǎn)生的機(jī)會(huì)。極壓添加劑的品種和添加數(shù)量不同，對(duì)膠合的影響也不一樣。一般來(lái)說(shuō)，極壓油比非極壓油抗粘性能好。供油量和供油方式對(duì)粘著也影響。供油量充足，可以提高抗膠合的極限負(fù)荷。噴油方式比油浴方式的潤(rùn)滑冷卻效果好，油溫低，抗膠合磨損的能力強(qiáng)。從齒輪嚙出側(cè)噴油，比嚙入側(cè)噴油效果好。

2.潤(rùn)滑對(duì)點(diǎn)蝕的影響

疲勞點(diǎn)蝕也是齒輪磨損的一種極普遍現(xiàn)象。點(diǎn)蝕的程度和發(fā)生的時(shí)間，主要取決于接觸應(yīng)力大小，載荷循環(huán)數(shù)、材料硬度、表面微觀幾何形狀及潤(rùn)滑狀態(tài)和潤(rùn)滑膜厚度。因此，如果潤(rùn)滑油選用不當(dāng)，或潤(rùn)滑方式不良，均會(huì)引起或促使疲勞點(diǎn)蝕。使用低粘度油，因?yàn)榱鲃?dòng)性較好，容易滲人表面裂紋中，加速裂紋的發(fā)展和金屬塊的脫落，引起點(diǎn)蝕。高粘度的油對(duì)于滲人裂紋的作用沒有稀油活潑，同時(shí)，粘度高有利于油膜的建立和油膜厚度的增大，并且油的彈性可緩和沖擊，使接觸應(yīng)力的分布更趨于均勻，相對(duì)地降低了最大應(yīng)力值，增強(qiáng)了齒面的耐點(diǎn)蝕能力。所以適當(dāng)提高潤(rùn)滑油的粘度，可以減少表面疲勞點(diǎn)蝕的發(fā)生和擴(kuò)展。

潤(rùn)滑油中的添加劑對(duì)點(diǎn)蝕也有影響，特別是極壓添加劑，如果使用不當(dāng)，往往造成腐蝕加速點(diǎn)蝕生成。為了防止點(diǎn)蝕，使用極壓添加劑必須慎重考慮，對(duì)添加劑的組分、用量、齒輪的材質(zhì)、接觸應(yīng)力、負(fù)荷性質(zhì)、速度、環(huán)境溫度等都應(yīng)十分注意，不能隨便采用。潤(rùn)滑方式與供油量對(duì)點(diǎn)蝕也影響。從防疲勞點(diǎn)蝕出發(fā)，供油量不宜過(guò)多。供油量過(guò)多，會(huì)有部分油因在嚙合的齒面間，受到擠壓，從而產(chǎn)生局部高壓，增加接觸應(yīng)力。同時(shí)油在高壓作用下滲人裂紋的量也多，促進(jìn)疲勞點(diǎn)蝕的發(fā)生和發(fā)展。但是為防止膠合，又必須有充分的漬量，所以，應(yīng)綜合全面考慮供油量的多少，以取得良好的潤(rùn)滑效果。

3.潤(rùn)滑對(duì)磨料磨損的影響

若是潤(rùn)滑中混入了泥沙、灰塵、鐵鱗、金屬粉末，就會(huì)產(chǎn)生磨料磨損，且磨損速度較快。各種潤(rùn)滑油對(duì)磨料磨損不起改善作用，油只能把外來(lái)雜質(zhì)從齒面上沖洗掉。若磨損微粒懸浮在油中，將起研磨劑作用，促使磨料磨損繼續(xù)發(fā)展。為了防止磨料磨損，保持潤(rùn)滑油的潔凈是非常重要的。油浴潤(rùn)滑選用較低粘度的，有利于磨粒沉淀。油品必須經(jīng)過(guò)濾之后才能使用。要定期對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)油質(zhì)進(jìn)行取樣化驗(yàn)，定期進(jìn)行凈化。

六．總結(jié)

要使減速機(jī)高效運(yùn)行，必須得有先進(jìn)的潤(rùn)滑技術(shù)作為保障，針對(duì)特定的摩擦副確定相應(yīng)的潤(rùn)滑油，進(jìn)而選擇合理的潤(rùn)滑方式，是減速機(jī)安全平穩(wěn)運(yùn)行的前提。

減速機(jī)發(fā)生故障后，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)觀察分析，搞清楚故障情況，并保留故障遺留的實(shí)物和必要的檢測(cè)情況記錄，積極與制造廠家聯(lián)系，認(rèn)真細(xì)致地分析故障原因，在想方設(shè)法迅速恢復(fù)生產(chǎn)和力爭(zhēng)把損失降到最小的原則指導(dǎo)下，根據(jù)實(shí)際情況制訂切實(shí)可行的處理方案。減速機(jī)齒輪斷齒故障，要將斷齒部分打掉，清除裂紋的擴(kuò)展部分，并將毛剌、尖角用砂輪打圓磨光；檢查齒面嚙合情況，盡量調(diào)整到最佳狀態(tài)；酌情減負(fù)荷運(yùn)行，加強(qiáng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、潤(rùn)滑油管理和提高維護(hù)操作水平，盡量減少啟動(dòng)次數(shù)，盡快與制造廠家簽訂配件定購(gòu)合同，并就下一步安裝調(diào)試達(dá)成協(xié)議。

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