中厚板粗軋機壓下減速機的故障分析及解決方法

徐建翔 / 寶鋼集團新疆八一鋼鐵股份有限公司

中厚板粗軋機壓下減速機的故障分析及解決方法

徐建翔 / 寶鋼集團新疆八一鋼鐵股份有限公司

中厚板機組粗軋機壓下減速機使用過程中出現(xiàn)軸向位移和徑向偏差現(xiàn)象，運行穩(wěn)定性劣化，經(jīng)過原因分析，先后采用減速機蝸輪蝸桿軸向調(diào)整、編碼器心軸結(jié)構(gòu)改進等方法，最終解決了上述問題，保障生產(chǎn)的順行。

粗軋機壓下減速機；軸向位移和徑向偏差； 軸向調(diào)整；結(jié)構(gòu)改進

1.前言

新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠中厚板分廠于2009年投產(chǎn),其中二期建設(shè)后,投入了粗軋機列。實現(xiàn)了雙機架軋制，產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)量都有了大的飛越。粗軋機機械壓下部分，主要由兩臺壓下減速機及相關(guān)液壓平衡系統(tǒng)組成。在生產(chǎn)過程中，壓下輥縫控制、板型精度控制等數(shù)據(jù)，主要來源于分別安裝在軋機傳動側(cè)及操作側(cè)的兩臺壓下減速機蝸桿軸端的壓下編碼器，編碼器使用的好壞直接制約了生產(chǎn)。自2015年下半年，粗軋機壓下減速機開始出現(xiàn)蝸桿軸向位移和徑向偏差現(xiàn)象，進入2016年以來，幅度越來越大，軸向達到5mm，徑向1～2mm，減速機振動及異音明顯，運行穩(wěn)定性劣化，而軸向位移和徑向偏差都能影響編碼器內(nèi)置的軸承負(fù)載，直接影響了編碼器的正常使用，高峰時一個月?lián)p壞了兩個編碼器，對生產(chǎn)造成不必要的損失。

2 .粗軋機壓下減速機軸向位移和徑向偏差問題分析

2.1粗軋機壓下減速機結(jié)構(gòu)采用蝸輪蝸桿形式，是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大的特點，其主要由蝸輪、蝸桿、軸承、軸承盒、箱體等，其它包括油封、壓蓋等。蝸輪蝸桿減速機為了提高效率，蝸輪采用ZQA19-4鋁青銅材質(zhì)，蝸桿則采用45#鍛鋼，蝸輪蝸桿之間的傳動是兩個交錯軸之間滑動摩擦傳動。當(dāng)減速機長期運轉(zhuǎn)，蝸輪蝸桿副的齒面間隙因磨損而逐漸增大，其間隙超過0.19～0.25mm以后，嚙合狀況會逐漸惡化，造成減速機停、動產(chǎn)生較大的沖擊，同時導(dǎo)致推力軸承易磨損，進而引起蝸桿的軸向竄動超差，而現(xiàn)場在對蝸輪蝸桿進行手動空行程檢測時，發(fā)現(xiàn)有約1.0mm間隙存在。

2.2 減速機蝸桿整體定位主要由蝸桿軸中間的軸承盒控制，軸承盒內(nèi)安裝推力軸承兩件，中間設(shè)置隔離環(huán)，軸承內(nèi)圈由圓螺母調(diào)整軸向位置后鎖死定位，軸承盒安裝在箱體定位槽內(nèi)。現(xiàn)場檢測時，用35T千斤頂沿水平軸向?qū)ξ仐U軸進行壓緊時，發(fā)現(xiàn)蝸桿竄動達到了4mm，大幅度超出安裝標(biāo)準(zhǔn)。

2.3蝸桿軸與編碼器心軸安裝由三件M20沉頭螺栓固定，心軸端面與蝸桿軸端面貼合，心軸另一端安裝編碼器,由一件M12螺栓固定，安裝面設(shè)計有軸肩，完成編碼器端面定位，配合采用間隙配合（0.01～0.03mm）。

現(xiàn)場使用過程中，均發(fā)現(xiàn)編碼器隨著蝸桿軸轉(zhuǎn)動有明顯擺動，幅度在1～2mm之間，嚴(yán)重影響了編碼器的穩(wěn)定性，檢查分析原因有：

2.3.1安裝人員在安裝編碼器心軸時，未嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行安裝，編碼器心軸與蝸桿軸未在同一軸線上，造成運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)擺動。

2.3. 2編碼器心軸與蝸桿連接螺栓在使用過程中出現(xiàn)松動，造成心軸軸線與蝸桿軸軸線偏移，造成運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)擺動。

3.粗軋機壓下減速機軸向位移和徑向偏差問題解決的方法

3.1解決軸向位移問題

3.1.1對蝸桿重新進行調(diào)整裝配，在裝配前對減速機箱體及蝸輪蝸桿進行徹底的清洗和清理。軸承在裝配時涂上潤滑脂，防止?jié)櫥坏轿唬a(chǎn)生干摩擦。蝸桿軸承盒內(nèi)部兩件推力軸承用壓鉛法測量軸承游隙。在壓鉛過程中，用力對稱，預(yù)緊均勻，測出兩鉛皮最薄處的厚度即為軸承間隙值，再加上 0．05 ～0．1mm 的游隙量，最終兩軸承軸承向位置進行了1.95mm的軸承向調(diào)整，裝配后軸承轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活，軸承游隙應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。

3.1.2水平壓緊時，推力軸承軸承盒與減速機箱體定位槽內(nèi)軸向檢測有2mm間隙。當(dāng)整體蝸桿安裝完畢后，采用涂色法對蝸輪蝸桿進行調(diào)整，蝸輪齒面涂色，手動盤車顯點，根據(jù)顯點位置不同進行調(diào)整。當(dāng)顯點偏向一側(cè)較多時，調(diào)整蝸輪軸的軸向位置，軸承間隙暫不調(diào)整，調(diào)整到顯點正常后。最終確定蝸桿軸的軸向位置，根據(jù)顯點位置對軸承盒在箱體定位槽內(nèi)位置進行加裝調(diào)整墊片，根據(jù)現(xiàn)場情況將2mm墊片安裝在軸承盒與定位槽之間。

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3.2 解決徑向偏差問題

3.2.1心軸結(jié)構(gòu)改進

3.2.1.1如圖所示在安裝端面由原平面結(jié)構(gòu)改為沉臺結(jié)構(gòu)。利用蝸桿出軸端頭位置設(shè)計與之配合的沉臺，沉臺內(nèi)孔尺寸與蝸桿軸尺寸相適應(yīng)，采用過度配合，安裝時人員只需將心軸安裝面直接裝入蝸桿軸頭，不需要再進行蝸桿軸與心軸的軸線調(diào)整找正工作，且在效控制運轉(zhuǎn)中編碼器小軸的圓跳動。

3.2.1.2心軸與蝸桿軸之間的尺寸間隙采用過度配合，自身具備定位及連接作用，減少對連接螺栓的安裝要求，達到了即使連接螺栓預(yù)緊力不夠，造成松動也不會造成軸線的偏移的問題。

3.2.1.3在心軸加工制作過程中，在安裝圓盤端面先鉆一個中心孔，將小軸安裝至中心孔，兩者過盈0.05-0.1mm,焊接后進行車削加工，有效保證同軸度。避免原先在制作過程中產(chǎn)生的人為的同軸度誤差。

4　效果驗證

4.1對調(diào)整后的蝸桿軸向位移進行檢測，達到了0.6～1.0mm，效果顯著，滿足了現(xiàn)場使用的要求。

4.2對改進后的編碼器心軸使用情況進行了跟蹤,跳動量可有效控制在0.20mm之內(nèi)。編碼器的平穩(wěn)運行得到了極大的提升，使用至今未出現(xiàn)任何異常現(xiàn)象。

4.3采用符合專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的措施、手段，改變現(xiàn)場設(shè)備面貌，減少備件費用的采購，提高設(shè)備使用周期，避免類似重復(fù)事故發(fā)生。

5.結(jié)束語

粗軋機壓下蝸輪蝸桿減速機經(jīng)過檢修后，振動及異音得到解決，設(shè)備穩(wěn)定性大大提高，特別是對編碼器心軸的結(jié)構(gòu)改進，降低對安裝人員技術(shù)水平的要求，安裝精度由配件的結(jié)構(gòu)形式和加工精度來保證，杜絕因為人為的因素造成事故的發(fā)生。有效保障了設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

[1]機械設(shè)計手冊，機械工業(yè)出版社.

[2]機械基礎(chǔ)設(shè)計：機械工業(yè)出版社.

[3]產(chǎn)業(yè)與科技論壇：鄭同雷2013（12）11.