垂直軸減速器的裝配與調整技術*

暴紅星 趙衛斌 暴思雨

(神東煤炭集團設備維修中心,陜西 榆林 719315)

在煤炭開采設備中常需要低速、大扭矩與不同傳動方向的設備,而電動機的轉速一般都在1800r/min以上,要滿足低速、大扭矩與不同傳動方向的開采要求,勢必就需要通過齒輪減速器的減速、增加扭矩和改變動力輸出方向的作用來實現。

齒輪減速器的五大特點是體積小,重量輕,箱體內零件密集,使用壽命長,承載能力高;傳動率高即單級大于96.5%,雙級大于93%,三級大于90%;齒輪采用高強度低碳合金鋼經滲碳淬火而成,齒面硬度達HRC58-62,齒輪均采用數控磨齒工藝,精度高,接觸性好;運轉平穩,噪音低;易于拆檢,易于安裝。

目前減速器的裝配完全依靠人工進行,尤其是齒輪嚙合間隙的調整、圓錐滾子軸承游隙的調整等關鍵技術依靠裝配人員的技術水平進行保證,齒輪嚙合間隙與軸承游隙調整的合適與否又與減速器的使用狀態、使用壽命緊密相關,所以,操作人員的裝配方法與調整技術至關重要。

1 減速器的結構與減速原理

以1080減速器為例,減速器由四根軸組成:一軸為直齒圓錐齒輪(小)由三盤軸承(兩盤圓錐滾子軸承、一盤雙列調心滾子軸承)支撐;二軸為同軸加工的直齒圓柱齒輪(小),二軸兩端由兩盤圓錐柱滾子軸承支撐,同軸安裝一個直齒圓錐齒輪(大)與一軸的直齒圓錐齒輪(小)相嚙合形成第一級減速;三軸為同軸加工的直齒圓柱齒輪(小),三軸兩端由兩盤圓錐滾子軸承支撐,同軸安裝一個直齒圓柱齒輪(大)與二軸直齒圓柱齒輪(小)相嚙合形成第二級減速;四軸兩端由兩盤雙列調心滾子軸承支撐,軸上安裝一直齒圓柱齒輪(大)與三軸上直齒圓柱齒輪(小)相嚙合形成第三極減速。

圖1 1080減速器總裝圖

2 組件裝配工藝及步驟

2.1 一軸的組裝(如圖2所示)

圖2一軸組件圖1-圓錐齒輪;2-調芯滾子軸承;3-軸套; 4-圓錐滾子軸承;5-軸承杯;6-O形圈; 7-壓蓋;8-O型圈;9-軸套;10-圓螺母;11-鍵

(1)加熱調芯滾子軸承2并裝到一軸上,安裝到位;

(2)安裝軸套3;

(3)用液氮冷凍圓錐滾子軸承4的外環,將軸承4的一個外環裝入軸承杯5;

(4)安裝軸承杯5到一軸上;

(5)加熱圓錐滾子軸承4的內環并裝入一軸與外環配合,再裝入另一內環(兩個內環背靠背安裝),裝入軸承4的另一個外環與內環相配合;

(6)試裝壓蓋7調整圓錐滾子軸承4的游隙:將壓蓋7裝入軸承杯5,用四條螺栓聯接聯接,逐漸緊固螺栓,同時手盤一軸轉動,直到感覺一軸轉動并有一定的阻滯感時停止緊固螺栓,用塞尺沿四條螺栓處測量壓蓋7與軸承杯5端面的四個間隙值(四個間隙值之間不能相差0.5mm,若大于0.5mm則重復以上步驟),將四個間隙值相加取其平均值,在調整墊中找出平均值厚度的調整墊裝到壓蓋7上,再次將壓蓋7裝入軸承杯5,均勻緊固四條螺栓,手盤一軸轉動感覺轉動狀態,可通過適當增加或者減少調整墊的方法精調圓錐滾子軸承的游隙,直到手盤一軸時即能轉動又有一定的阻滯感時,圓錐滾子軸承4的游隙調整完畢。手盤一軸轉動時的阻滯感即為軸承的預加載荷。

軸承的預加載荷:當把軸承間隙調整到產生一定過盈時,滾動體和內、外環滾道接觸處產生一定的彈性變形,它們之間的接觸面積增大,各滾動體的受力更均勻,剛度增加,這個預先調整的過盈量即為預加載荷。[1]

軸承預加載荷目的:提高軸承的引導精度;提高軸承的剛性;低噪音運行;對磨損和壓沉的補償;延長軸承的工作壽命。

(7)在壓蓋7上安裝O型圈8與骨架密封,將裝好調整墊的壓蓋安裝到一軸上,安裝并緊固壓蓋與軸承杯上的連接螺栓;

(8)把軸套9通過骨架密封裝入一軸,用兩個圓螺母10緊固。

2.2 二軸的組裝(如圖3所示)

圖3 二軸組件圖1-軸齒輪;2-圓錐齒輪;3-鍵;4-軸套;5-圓錐滾子軸承

(1)在軸齒輪1上安裝平鍵3,將圓錐齒輪2通過平鍵裝入二軸;

(2)把軸套4裝入二軸;

(3)用軸承加熱器加熱兩盤圓錐滾子軸承5的內環;

(4)把兩盤軸承內環分別裝入二軸兩端的軸徑上,要裝配到位。

2.3 三軸的組裝(如圖4所示)

(1)在軸齒輪4上安裝平鍵3,將齒輪2通過平鍵裝入軸齒輪4;

(2)把擋環1裝入軸齒輪4的軸徑上;

(3)用軸承加熱器加熱兩盤圓錐滾子軸承5的內環;

(4)把兩盤軸承內環分別裝入軸齒輪兩端的軸徑上,要裝配到位。

圖4三軸組件圖1-擋環;2-齒輪;3-鍵;4-軸齒輪;5-圓錐滾子軸承

2.4 四軸的組裝(如圖5所示)

圖5 四軸組件圖1-齒輪;2-鍵;3-擋環;4-雙列調心滾子軸承;5-油封; 6-密封蓋;7-迷宮靜環;8-迷宮靜環;9-迷宮動環; 10-軸;11-螺紋堵;12-墊圈;13-螺母堵頭

(1)在軸10上安裝平鍵2,將齒輪1通過平鍵2裝到四軸10上;

(2)把距離環3裝入四軸10;

(3)用軸承加熱器加熱兩盤調心滾子軸承4,然后裝到四軸10的兩端軸徑上,要裝配到位;

(4)把骨架密封5涂抹潤滑脂裝入密封蓋6中,然后把密封蓋安裝到四軸10上;

(5)將迷宮密封7、8、9涂抹潤滑脂,用專用工具安裝到密封蓋6與四軸10之間,并用彈簧卡圈定位;

(6)依圖安裝螺紋堵11、墊圈12、螺母堵頭13。

3 總裝配(如圖1所示)

3.1 試裝配

(1)單獨把二軸裝入減速器箱體,用調整墊調整圓錐滾子軸承的游隙,調整至手盤二軸時即能轉動又有一定的阻滯感,調整方法參考2.1(6);三軸圓錐滾子軸承的游隙調整方法相同;

(2)單獨把四軸裝入減速器箱體,裝上兩端的壓蓋,用塞尺測量軸承端面與壓蓋之間的間隙,根據塞尺測量的厚度找出相應的調整墊裝入,要保證四軸轉動靈活且無軸向竄動。

3.2 裝配

(1)裝入四軸,安裝調整墊(試裝配的調整墊),裝上軸承壓蓋并用螺栓緊固壓蓋到標準力矩;

(3)裝入三軸,安裝調整墊(試裝配的調整墊),裝上軸承壓蓋并用螺栓緊固壓蓋到標準力矩;

(4)裝入二軸,安裝調整墊(試裝配的調整墊),裝上軸承壓蓋并用螺栓緊固壓蓋到標準力矩;

(5)安裝一軸,一軸與二軸圓錐齒輪的背錐面對齊,并且預留0.20～0.30mm的嚙合間隙;

(6)用螺栓緊固一軸壓蓋到標準力矩;

(7)用壓鉛絲法測量一軸、二軸上兩圓錐齒輪的嚙合間隙;

(8)通過增加與減少一軸壓蓋的調整墊的厚度調整兩圓錐齒輪的嚙合間隙,最終使兩個圓錐齒輪嚙合間隙在0.20～0.30mm之間;

(9)手盤車一軸,減速器整體運轉靈活、手感均勻、無明顯卡阻現象;

(10)松動一軸壓蓋螺栓,拆下二、三、四軸壓蓋,在與殼體接觸面處均勻涂抹平面密封膠備用;

(11)在下殼體與上殼體的接觸面上均勻涂抹平面密封膠,扣上上殼體,安裝兩個定位銷,安裝并且緊固聯接螺栓到標準力矩;

(12)裝上已涂抹平面密封膠的二、三、四軸壓蓋并安裝聯接螺栓,緊固一、二、三、四軸壓蓋螺栓到標準力矩。

(13)從注油孔加注規定標號、規定量的潤滑油。

3.3 注意事項

(1)減速器箱體、各個零件要清理干凈;

(2)安裝軸承時盡量使用軸承加熱器,擊打軸承要墊上軟金屬或者使用銅錘;

(3)骨架密封安裝要使用專用安裝工具;

(4)壓鉛絲后應把鉛絲清理干凈;

4 通電空載試運轉

將組裝好的減速器在試驗臺上固定牢固,聯接好聯軸器與驅動電機。試驗方法:[2]

(1)通電試車前先手動盤車,確認無卡死現象后再正式啟動電機;

(2)按額定轉速的30%、50%、80%各運轉10min,觀察無異常情況后再啟動至額定轉速,在額定轉速下運行2h,試車過程中,每隔20min測量下列數據并做記錄:油溫、軸承溫度、噪音、振動;

(3)在額定轉速下反向運行30min。

4.1 試驗要求

(1)各連接件、緊固件無松動現象;

(2)各結合面及密封處不能有滲漏油現象,滿足密封檢測要求;

(3)運轉平穩,無異常沖擊聲與雜音,噪聲應不大于85dB;

(4)潤滑充分,檢查軸承溫度最高不大于80℃,溫升正常。

5 注意事項

(1)減速器箱體、各個零件清理干凈。

(2)安裝軸承盡量使用軸承加熱器,擊打軸承要墊上銅棒或者使用銅錘。

(3)骨架密封安裝要使用專用安裝工具。

(4)壓鉛絲后應把鉛絲清理干凈。

(5)嚙合間隙調整完成后進行總裝配時各壓蓋及箱體結合面應涂抹平面密封膠。

(6)通電試運轉前加注潤滑油要到標準油位。