中心传动磨机减速机的振动故障排除

我厂1台Φ2.2m×11m原料磨的配套减速机为D110A型，其输入轴转速740r/min，输出轴转速20.7r/min，电机功率为630kW，由洛阳矿山机械厂制造。1992年11月投入使用，初期基本正常，1994年10月发生微振，1997年3月被迫停机检修。  

1　减速机结构  
　　
该减速机传动示意见图1，为两级减速，1级为斜齿轮，2级是1组人字齿轮。平衡轮(大人字齿轮)是靠两侧小人字齿轮与之啮合作为第一支撑点，另一支撑点则是磨尾主轴瓦，两个支撑点之间设有1组弹性吊瓦作辅助支撑。每个小人字齿轮中间空套1件定位圈，它与平衡轮中间轨道之间留有0.4～0.6mm平衡间隙，当减速机运转时两侧定位圈在平衡轮中间轨道的带动下被动地转动，用于保证平衡轮与小人字齿轮轴之间的中心距a。减速机入轴端带有一套蜗轮、蜗杆慢速传动辅机，辅机与减速机之间采用单向牙嵌离合器联接(图中没表示)。各齿轮、轴承、轨道的润滑主要依靠飞溅形式润滑，并配有一套水冷循环供油站，作为调节减速机内部油温之用。  
　   
  
图1　D110型减速机传动示意图  

2　减速机的损坏情况  
　　
1997年3月份检修时，输入轴跳动0.81mm，输出轴跳动1.85mm，并伴有周期性振动。齿轮齿面完全胶合，齿面凹凸不平似金属烧镏。平衡轮中间轨道(材质为灰铁)出现无数麻点，麻点周围材质已完全疏松，用铁器能成片撬掉，且在轨道面的圆周上有4块13～72cm2，深约2～3mm的脱落斑块，平衡轮轨道面已形成约5mm深的疲劳层，不能继续运行。  

3　振动原因分析  
　　
设备初期保养不好，造成齿面点蚀、胶合，使齿面接触精度受到严重破坏，在运行时必然会产生振动，又加剧了齿面胶合。同时因齿面胶合振动，造成平衡轮转动不平稳，定位圈与轨道之间产生无规律的碰撞、挤压、摩擦，导致轨道面疲劳点蚀，发展到疲劳层大面积脱落形成凹坑。当减速机运转到一侧定位圈陷入凹坑(凹坑深度x)时，对应的另一侧定位圈与轨道的间隙就会发生急剧变化，平衡轮与之相啮合的两侧小人字齿轮中心距也随着变动，啮合间隙时大时小，形成平衡轮不平衡的无轨迹运转状态(见图2)，中心距一侧为a-x，另一侧是a+x。   
  
图2　失衡振动分析图  

4　修复方法  
　　
采用反向运行的方法解决齿面严重胶合；采用现场不解体(太重太大)车削平衡轮轨道面，消除疲劳层和凹坑，增加定位圈厚度来补偿轨道面车削后的深度，解决轨道面出现的疲劳层和凹坑。  

4.1　轨道面的车削方法及注意事项  
　　
用原有的慢速辅机作车削动力源，它传输到平衡轮上的转速为0.17r/min。平衡轮的径向跳动为0.035mm左右，可满足车削要求。为减小车削时跳动，保证加工精度，将辅机的单向牙嵌离合器暂点焊住，令辅机反转，利用另一侧好齿面啮合传动。  
　　
在减速机的底箱平面上，固定预制好的高强度龙门刀架(见图3)。   
  
图3　龙门架  
　　
轴向进刀和径向进刀机构的组合体安装在龙门刀架上(可借用C630、C620车床的小刀架组合)。在安装进刀机构时，要保证轴向进刀与平衡轮轴线的平行度，在轨道面110mm的宽度内，保证0.05mm以内的误差。安装车刀时其切削点应在平衡轮轨道面最上部的水平切点或沿着平衡轮旋转方向滞后中心10mm左右，但不宜超前，以利于刃部切削也可有较好的粗糙度。   
  
图4　压光辊  
　　
径向或轴向的进刀量均不宜过大(1mm内)，卡刀、打刀会造成龙门架的振动甚至损坏，影响车削精度。疲劳层及凹坑全部车削后，应全面细致检查被加工的轨道面，确认无任何缺陷时，才可进行精车。精车前应重新用百分表核验轴向进刀与平衡轮轴线的平行度，以保证轨道面是正圆柱体。精车时轴向、径向进刀量均应掌握在每转在0.10mm以内为好。精车后，为达到最佳粗糙度可采用轴承压辊(见图4)装在车刀的位置上滚压、挤光轨道面，基本上已达到设计粗糙度3.2的要求，轨道面径向跳动均在0.05mm以内。  
　　
如果发现精车后的轨道面上有极少数小气孔、砂眼(不超5mm)等缺陷时，可采用现场钻孔、攻丝、铆粘螺钉法弥补，可尽量减少车削量。  

4.2　重新配制定位圈尺寸确定  
　　
定位圈尺寸值的正确与否是直接影响传动精度的关键因素。轨道面车削完毕后要精确测量车削深度R1，不能认为车削深度即是定位圈的增加值，还应考虑小人字齿轮轴承的游隙、轨道面的粗糙度、小人字齿轮轴在定位圈处的磨损量、轨道面与定位圈之间应留的规范值。采用的方法是：首先退掉两侧小人字齿轮轴上的定位圈，然后将平衡轮轨道均分8等分，测量出轨道面与小人字齿轮轴之间8个距离尺寸，把多次测得的数据求出算术平均值R2。两个旧定位圈的厚度我们测得为R0和R′0，已知定位圈与轨道的规范游隙值为0.4～0.6mm(取0.4mm)轴承游隙的增入值为0.07mm。综上因素确定旧定位圈实测内径尺寸不变，外圆半径增厚值(R)公式：  
　　　　　　(R2-R0)+(R2-R′0)-0.4  
　　R = ────────────── + 0.07  
　　　　　　　　　　2  
　　实测数据及定位圈外圆半径增厚值见表1。 

4.3　慢速辅机牙嵌离合的改造  
　　
减速机反转改造，因此原单向离合器也应反向，采用了机械与电器双闭锁形式。具体办法是：在离合器的操作手柄上安装一个行程开关并焊一锁鼻和机壳上焊的锁鼻相对应，如果利用辅机驱动磨机时，手柄向左打脱开锁鼻，离合器嵌合，这时行程开关的结点断开，启动主电机操作回路。如若启动主电机时手柄向右打，离合器彻底脱开后，行程开关的结点才能形成启动主电机的操作回路，这时手柄锁鼻与机壳锁鼻重叠锁孔正对上锁后，主电机才能运转。  

5　结论  
　　
试运程序是按新减速机的空负荷、1/3负荷、2/3负荷、满负荷4个阶段进行的。  
　　
通过投料试生产：运转正常平稳、无噪音、电流稳定、节电约1/10、输入轴跳动0.13mm，输出轴跳动0.21mm。检修时间只用了18d，耗资1.2万元，经过17个月的正常运行，生产原料浆28万t。