馬建軍，李昌友，張昌煜，黃先立

（中材萍鄉(xiāng)水泥有限公司）

摘　要：介紹了輥壓機行星齒輪減速機的主要結(jié)構(gòu)和特點，針對水泥生產(chǎn)線輥壓機行星齒輪減速機的常見故障及原因進行了分析，并提出了處理方法。實踐證明，只有加強行星齒輪減速機制度化的日常維護，采用創(chuàng)新維保技術(shù)，利用新興的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)等科學(xué)管理手段，才能保證設(shè)備長久穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：輥壓機；行星齒輪減速機；損壞原因；科學(xué)維護

輥壓機是水泥生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一。行星齒輪減速機作為輥壓機的主要備件有不可替代的作用。行星齒輪減速機具有重量輕、體積小、傳動比范圍大、效率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、適應(yīng)性強等特點，其設(shè)備的運行狀態(tài)直接關(guān)系到生產(chǎn)效率的高低，軸承或齒輪一旦損壞將對生產(chǎn)線的連續(xù)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生重大影響，做好行星齒輪減速機的維護保養(yǎng)是輥壓機粉磨系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)保障。本文對行星齒輪減速機在使用和運行中的使用技巧進行探討，以延長服役生命周期，減少故障率。

1　輥壓機配套行星減速機傳動系統(tǒng)

輥壓機主要由兩臺主電動機、兩臺行星齒輪減速機及收縮套組成的傳動、輥子、輥子支承、機架、扭矩支承、液壓加壓裝置、潤滑裝置、喂料裝置等部分組成。輥壓機的兩個壓輥分別由電動機經(jīng)萬向聯(lián)軸節(jié)、行星齒輪減速機驅(qū)動。行星齒輪減速機安裝在輥子軸端并用收縮套緊固，同時與扭矩支承連接（圖1輥壓機傳動系統(tǒng)）。

圖1 輥壓機傳動系統(tǒng)圖片

2　行星齒輪減速機主要結(jié)構(gòu)

輥壓機行星齒輪減速機主要傳動為：由輸入齒輪軸輸入動力，經(jīng)一級平行軸齒輪、兩級行星傳動減速，可實現(xiàn)大減速比，大輸出扭矩。減速機工作時，后機體懸掛安裝在扭力臂上，輸入齒輪軸驅(qū)動高速級太陽齒軸轉(zhuǎn)動，帶動高速級行星齒輪自轉(zhuǎn)，并依循著高速級內(nèi)齒圈之軌跡中心公轉(zhuǎn)，從而帶動高速級行星架轉(zhuǎn)動。高速級行星架把動力傳給低速級太陽輪，低速太陽輪驅(qū)動行星輪之旋轉(zhuǎn)帶動行星架（輸出空心軸）轉(zhuǎn)動，從而帶動輥壓機主軸旋轉(zhuǎn)（圖2：行星減速機結(jié)構(gòu)圖）。

圖2 行星減速機結(jié)構(gòu)圖圖片

3　行星齒輪減速機的常見故障及處理方法

行星齒輪減速機優(yōu)點是體積小，通過功率分流可實現(xiàn)大功率、大減速比傳動，大扭矩傳動。但正是由于體積小，齒輪箱機體內(nèi)腔裝滿了旋轉(zhuǎn)的齒輪與軸承，故一旦軸承或齒輪出現(xiàn)損壞，便會導(dǎo)致減速機嚴(yán)重?fù)p壞甚至報廢。在日常的設(shè)備管理中，必須加強潤滑、振動、溫度、異響等檢測分析，一旦有異常，必須立刻停機檢查，將故障消除在萌芽狀態(tài)。

常規(guī)的齒輪箱損壞，可以比較容易判斷損壞的原因。而行星減速機一旦出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，里面齒輪和軸承已經(jīng)攪成一片，很難分析原因，很難判斷是齒輪還是軸承先出的問題，故防患于未然尤為重要（圖3齒輪箱破壞性損壞）。

圖3 行星齒輪箱破壞性損壞

3.1減速機潤滑方面的問題

(1)漏油

行星齒輪減速機漏油是普遍存在的問題，漏油的形式也多種多樣，但漏源主要有以下幾個：①箱體與箱蓋的結(jié)合面；②油位視鏡與箱體結(jié)合面；③輸出軸與軸承座端蓋結(jié)合處；④高速軸與軸承座端蓋結(jié)合處；⑤防火透氣帽；等等。減速機漏油既污染環(huán)境衛(wèi)生，又造成浪費。引起減速機漏油的原因有潤滑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、潤滑材料選擇不合理、減速機結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理等。

漏油的處理方法：漏油后應(yīng)立即查明漏油的原因，及時處理。減速機在設(shè)計制造過程中加工精度不足，結(jié)合面出現(xiàn)漏油，可采用厭氧密封膠治理；減速機輸出軸和高速軸漏油，可改進軸頭密封裝置，使可能外溢的油流回減速箱內(nèi)，例如增設(shè)密封裝置，制作一套溝槽密封圈。圖4軸密封裝置示意圖。

圖4 軸密封裝置示意圖

(2)油質(zhì)問題

磨損性灰塵及研磨性微粒、水汽混入油中導(dǎo)致油質(zhì)變差，油品超出使用壽命導(dǎo)致粘度下降影響潤滑效果等。潤滑油變質(zhì)也會引起減速機內(nèi)油漆起泡脫落（圖5減速機內(nèi)油漆起泡脫落），如果脫落的油漆堵住潤滑油口（圖6油管堵塞），則軸承在很短的時間就會損壞。

處置方法：防止異物混入，定期清理油站過濾器，定期檢查并清理減速機海底磁力棒螺栓上的金屬顆粒。每一季度需對油品進行專業(yè)性檢測，并視情況更換油品。也可以引進CJC精密過濾器濾油技術(shù)，過濾掉軟顆粒（油氧化產(chǎn)物，膠粘質(zhì)）和硬顆粒（粉塵顆粒+磨損顆粒），杜絕齒輪箱點蝕，延長軸承使用壽命2倍以上，延長換油周期2倍以上，保障行星齒輪減速機正常運行。

圖5  減速機內(nèi)油漆起泡脫落

圖6 油管堵塞

（3）潤滑不良問題

由于行星齒輪減速機體積小，齒輪箱機體內(nèi)腔裝滿了旋轉(zhuǎn)的齒輪與軸承，散熱效果不佳易出現(xiàn)高溫，而有些減速機出廠時采用噴油潤滑結(jié)構(gòu)，減速機內(nèi)完全不存油，這樣在運行過程中易出現(xiàn)低速太陽輪齒及中間行星架齒聯(lián)接部分因潤滑不良導(dǎo)致膠合損壞；減速機內(nèi)完全不存油，油位低，一旦出現(xiàn)斷油，減速機內(nèi)的軸承及齒輪損壞風(fēng)險會很大。

處理方法：采用稀油站噴油潤滑，解決減速機的散熱問題。在減速機回油管上安裝“U”型管道，升高減速機體內(nèi)的油位，解決減速機中間級、低速級內(nèi)齒圈潤滑問題，改進后減速機整機溫度明顯低于未做改善的減速機溫度（圖7減速機回油增加U型管）。

圖7 減速機回油增加U型管

（4）油液分析法的應(yīng)用

采用油液分析法可以對減速機油液變質(zhì)狀況進行監(jiān)測，從而獲取減速機運行狀況，判斷和預(yù)測減速機的備件的使用壽命，利用油液污染物體積濃度檢測儀和粒度分布檢測儀等設(shè)備可以定期檢驗減速機內(nèi)部磨損和損壞狀態(tài)。

3.2行星齒輪減速機斷軸問題

斷軸的主要表現(xiàn)是軸上產(chǎn)生裂紋或者軸斷裂掉下來。產(chǎn)生的原因主要有以下幾點：①減速機劇烈振動，動負(fù)荷增加，超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，使軸產(chǎn)生疲勞而斷裂；②軸徑差形成臺階，軸的截面突然改變，或者軸上有鍵槽，使軸產(chǎn)生應(yīng)力集中而斷裂；③軸生產(chǎn)制造過程中的鍛造、調(diào)質(zhì)方面的質(zhì)量問題。

處理辦法：更換新軸。

3.3行星齒輪減速機震動大、噪音高等故障

減速機在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)劇烈震動，并發(fā)出較大噪聲，有可能是齒面膠合（圖11齒面膠合）、齒輪崩齒（圖8太陽輪齒軸疲勞損壞）、行星輪疲勞開裂、內(nèi)齒輪疲勞點蝕（圖10內(nèi)齒輪疲勞點蝕）、齒輪開裂、軸承損壞、運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)等惡性故障。

減速機震動大、噪音高的主要原因有：

(1)齒輪的齒面磨損、膠合、點蝕、磨偏等。

處理方法：及時更換嚴(yán)重磨損的齒輪。

(2)各齒輪的嚙合面接觸不良和受力不均，發(fā)生輪齒斷裂或齒圈斷裂，引起減速機震動。（圖9行星輪疲勞開裂）（圖12一級內(nèi)齒輪和行星輪損壞）

處理方法：及時更換嚴(yán)重磨損的齒輪，調(diào)整軸承間隙，改善齒輪潤滑等。

(3)齒輪與軸的軸孔配合公差如孔過大時，造成齒輪和軸不同心，或者齒輪與軸裝配不當(dāng)產(chǎn)生松動現(xiàn)象，引起減速機振動。

處理方法：調(diào)整齒輪與軸的軸孔配合公差，精心裝配，防止松動。

3.4軸承方面故障及處理方法

輥壓機行星齒輪減速機在高負(fù)荷、大振動、強沖擊工況下工作，減速機軸承既要承受徑向力，又要承受軸向力和大沖擊力，因此損壞率很高。輥壓機軸承常見的損壞情況有如下幾種（圖13-19）：

處理方法：每使用1-2年安排專業(yè)維修單位檢查一下軸承間隙和磨損情況，視情況更換軸承，更換軸承時必須按照安裝規(guī)范操作，以免留下隱患。

3.5輸出空心軸故障及處理方法

（1）行星齒輪減速機安裝不到位，導(dǎo)致輸出空心軸內(nèi)孔和輥壓機軸的配合面出現(xiàn)膠合，嚴(yán)重時拆卸減速機時需要破壞性拆除輸出空心軸（圖20空心軸內(nèi)孔和輥壓機軸的配合面出現(xiàn)膠合,導(dǎo)致破壞性拆除輸出空心軸）。

處理方法：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范安裝減速機，安裝時將行星齒輪減速機空心軸內(nèi)孔和輥軸的配合面用99%的酒精或丙酮液清洗干凈，將帶有收縮套的行星齒輪減速機輸出端對正輥軸平行、緩慢地推入，必須防止減速機空心軸內(nèi)孔和輥軸發(fā)生刮擦、磕碰，安裝時不得用任何工具敲擊減速機任何部位。

圖20  空心軸內(nèi)孔和輥壓機軸的配合面出現(xiàn)膠合,導(dǎo)致破壞性拆除輸出空心軸

（2）收縮套安裝不規(guī)范，螺栓緊固不到位，導(dǎo)致輸出空心軸與輥壓機軸出現(xiàn)磨損（圖21輸出空心軸磨損），運行時出現(xiàn)減速機與輥壓機不同步。

處理方法：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范安裝收縮套，安裝時收縮套內(nèi)、外表面與空心軸的配合面不得有任何油漬和污漬，用力矩板手?jǐn)Q緊收縮套的鎖緊螺栓，擰緊力矩必須達(dá)到螺栓標(biāo)準(zhǔn)的力矩要求，擰緊收縮套鎖緊螺栓時必須依照螺栓沿圓周順時針或逆時針順序依次逐漸擰緊螺栓，當(dāng)一只螺栓稍稍帶上一點勁時即開始緊下一個螺栓，如此往復(fù)循環(huán)，直到達(dá)到要求力矩為止，在達(dá)到要求力矩之前依次逐漸擰緊螺栓的循環(huán)圈數(shù)越多鎖緊效果越好。

圖21  輸出空心軸磨損

3.6 扭力盤方面的故障及處理方法

扭力盤基礎(chǔ)螺栓松動或斷裂和關(guān)節(jié)軸承損壞引起減速機震動。

處理方法：加固扭力盤基礎(chǔ)，更換關(guān)節(jié)軸承，加強對關(guān)節(jié)軸承的日常保養(yǎng)。扭力盤有L型扭矩支撐結(jié)構(gòu)、懸掛式扭矩支撐結(jié)構(gòu)、地接式扭矩支撐結(jié)構(gòu)等，部分行星齒輪減速機扭力盤在設(shè)計上就存在缺陷，需根據(jù)扭力盤受力情況進行改進。

3.7 萬向節(jié)聯(lián)軸器方面的故障及處理方法

萬向節(jié)安裝超過擺動范圍或關(guān)節(jié)軸承損壞，從而在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生受力不平衡。

處理方法：調(diào)整電機中心線，確保萬向節(jié)擺動在標(biāo)準(zhǔn)范圍，對萬向節(jié)做好動平衡試驗，加強萬向節(jié)的日常潤滑和保養(yǎng)。

4　日常維護的重點和監(jiān)控方法

輥壓機行星減速機日常維護、定期保養(yǎng)和損壞的早期發(fā)現(xiàn)非常重要，制定日常維護制度，定期請專業(yè)維護單位進行保養(yǎng)。每周兩次觀察減速機海底磁力棒螺栓和稀油站回油處是否有金屬鐵屑和粉末，一旦發(fā)現(xiàn)油路中有金屬鐵屑和粉末而且連續(xù)觀察還呈增長趨勢，則該減速機需立即停機檢查，排除軸承和齒輪故障。一旦減速機出現(xiàn)振動和異響，需馬上停機檢查減速機內(nèi)部是否出現(xiàn)故障，未經(jīng)過故障復(fù)核不得再次開機，以免造成重大設(shè)備故障。輥壓機行星減速機測溫處一般設(shè)置在高速軸處，一旦減速機高速軸處出現(xiàn)高溫需檢查進油量大小、潤滑過濾器是否堵塞和減速機與電機同軸性、萬向聯(lián)軸器振動及是否存在軸承跑外圈、軸承游隙過大過小等問題。建立完備的有關(guān)設(shè)備的安裝、操作使用、維護、備品備件、零部件和維修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，可以及時調(diào)閱設(shè)備數(shù)據(jù)庫查詢設(shè)備及故障部件的型號規(guī)格參數(shù)以及庫存情況，可在Z短時間內(nèi)對設(shè)備部件進行更換及故障修復(fù)。在設(shè)備的生命周期內(nèi)所有改變的數(shù)據(jù)精心準(zhǔn)確記錄，并且可以查詢，包括文檔、圖像、維護人員、更新配件的數(shù)量和型號等。

新興的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以實現(xiàn)對設(shè)備故障的智能化分析，及時判斷設(shè)備的隱蔽故障部位及問題所在，進行設(shè)備狀態(tài)預(yù)知維修。采用機械設(shè)備故障診斷技術(shù)，利用測取減速機運行中或相對靜態(tài)條件下的狀態(tài)信息，通過對所測信號的處理和分析，并結(jié)合減速機運行的歷史狀況，來定量識別減速機及其零件、部件的實時技術(shù)狀態(tài)，并預(yù)知異常、故障和預(yù)測其未來技術(shù)狀態(tài)，從而確定必要對策的要求。常用的診斷方法有：振動監(jiān)測法、溫度監(jiān)測法、油液分析法、無損診斷技術(shù)和在線監(jiān)測系統(tǒng)等。隨著行業(yè)技術(shù)的進步，設(shè)備智能化管理是趨勢，智能在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以通過振動傳感器對現(xiàn)場轉(zhuǎn)動設(shè)備的振動信號進行采集，形成趨勢圖、頻域圖、時域圖，利用高級分析工具對各種圖譜進行處理，從而確定設(shè)備的故障點、故障情況、故障原因，可以做到對行星齒輪減速機運行的預(yù)判。

5　結(jié)束語

設(shè)備管理工作的方針是依靠技術(shù)進步，促進生產(chǎn)發(fā)展，以預(yù)防為主。輥壓機行星齒輪減速機作為水泥企業(yè)的主要機械設(shè)備，其重大設(shè)備事故層出不窮，設(shè)備管理是水泥企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營至關(guān)重要的一部分，為確保設(shè)備的長期有效運行，必須采用各種科學(xué)管理手段和技術(shù)措施，對設(shè)備的整個壽命周期各個階段每個環(huán)節(jié)的的全過程控制，抓好設(shè)備管理有利于提高企業(yè)整體效益，抓好設(shè)備壽命周期管理可直接增強企業(yè)經(jīng)濟效益；抓好設(shè)備事故管理可促進企業(yè)安全生產(chǎn)。依靠技術(shù)進步是設(shè)備管理的基礎(chǔ)，建立以預(yù)防為主的設(shè)備管理指導(dǎo)思想，重視設(shè)備基礎(chǔ)管理工作，健全設(shè)備技術(shù)檔案資料，方能保證設(shè)備長久穩(wěn)定運行。

來源：《水泥雜志》2020