某艇锚机振动和异响故障的修理

李 林，郑江涛，孟繁强

(1.92493部队,辽宁 葫芦岛 125000；2.4808工厂 威海修船厂,山东 威海 264200)

某艇锚机振动和异响故障的修理

李 林1，郑江涛2，孟繁强2

(1.92493部队,辽宁 葫芦岛 125000；2.4808工厂 威海修船厂,山东 威海 264200)

文章针对某护卫艇锚机振动和异响故障，介绍了锚机结构与原理，针对故障特征进行检测排查，分析故障原因，并提出修理方法，最终使问题得到圆满解决。

锚机；振动和异响故障；排查分析；改进

某护卫艇QDM-16型锚机采用了摆线针轮减速器与起锚系缆绞盘一体化设计，体积小、结构紧凑、功耗低、操作方便。该锚机虽然是新装备，但由于制造精度存在一定不足，使用中常出现振动和异响故障，在配套方面又无任何技术资料和配件供应，因此问题长期得不到解决，影响安全使用。为解决这一难题，我们在修理中实际测绘了该锚机图纸，通过结构和原理分析，并对关键零部件及其装配进行严格检测，终于找出了产生振动和异响的原因，并通过改进性修理彻底排除了故障。

1 结构与原理

1.1 锚机结构与原理

QDM-16型锚机结构如图1所示，机械部分由系缆绞盘、锚链轮、基座、主轴、刹车、离合器和摆线针轮减速器等组成。摆线针轮减速器通过输出轴和主轴将动力传递给系缆绞盘，主轴与绞盘之间设有牙嵌式离合器, 绞盘再通过径向凸舌式离合器带动链轮。刹车为带式制动器，通过操纵手轮、锥齿轮和传动构件实现制动功能。

1.2 摆线针轮减速器结构与原理

图1 锚机结构示意图

摆线针轮减速器结构如图2所示，其中针齿壳、针齿销和套组成针齿轮。动力由电机轴输入，带动偏心轴运转。偏心轴上有2个呈180°对称的偏心轮，上装有滚柱轴承，摆线轮的内孔即为滚柱轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为1齿的内啮合减速器构。当偏心轮转动时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，偏心轮转动1周，摆线轮于相反方向转过1个齿，从而得到减速。再将摆线轮的低速自转运动通过销轴和套，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。

图2 摆线针轮减速器结构示意图

2 故障现象和特征

振动和异响表现有2种：一是减速器带动整个锚机振动，异响呈周期性变化，绞盘和锚链轮转1周，振动和响声由大至小循环1次；二是减速器觉察不到振动，但能看到与输出轴相连接的主轴在抖动，振动和异响呈连续状态，并使牙嵌式离合器和径向凸舌式离合器产生连续状的振动和异响。

3 故障排查和原因分析

首先分解锚机，次序从上至下，最后分解摆线针轮减速器。分解中要注意观察有无异常磨损和其它特殊情况，如针齿销、针齿套、销轴断裂或针齿套、摆线轮异常磨损等。若有异常情况，应查清原因并更换损坏的零件；若看不出异常情况，分解后重点检查部分关键零部件的尺寸和形位误差，有些项目需在机床上检测完成。

1)上下端盖和针齿壳各工作内外圆同轴度及相互配合尺寸。按照装配顺序，下端盖是减速器及锚机中心定位的起始点，其内孔定位偏心轴轴承，外止口定位针齿壳，检测内孔与外止口的同轴度，以及装配端面的垂直度。上端盖既是减速器端盖，又是锚机安装底座和支架，是输出轴、链轮、绞盘以及离合器的定位基准，检测上端盖各内外圆与止口圆的同轴度，以及装配端面的垂直度。上述各同轴度和垂直度要求不低于 6～7级精度 。同时要检测上下端盖与针齿壳止口配合尺寸，应符合H7/h6。

2)偏心轮偏心距。通过实测和统计分析，该减速器偏心轮理论偏心距为1.25 mm。检测偏心轮实际偏心距，其与理论值的偏差应不超过±0.02 mm。

3)针齿壳同轴度及针齿销孔相邻孔距。检测针齿壳上下止口和上下端面与针齿销中心圆的同轴度和垂直度。外圆同轴度偏差应不超过0.03 mm，内孔同轴度偏差应不超过0.04 mm，垂直度偏差应不超过0.05 mm。检测针齿销孔相邻孔距，其偏差应不超过0.05 mm。

4)摆线轮柱销孔相邻孔距。检测摆线轮柱销孔相邻孔距，其偏差应不超过0.042 mm。

5)输出轴各工作面形位误差。输出轴各工作面形位关系复杂，制造容易出现偏差。图3是输出轴检测示意图，检测工作在车床上进行。第一步，床头夹住Z面，找正C面和D面，检测A、B面的同轴度；第二步，床头夹住A面，找正C面和D面，检测Z面、G孔，销轴中心圆的同轴度和E面的垂直度。其中A面、B面同轴度误差应小于0.04 mm，G孔同轴度误差应小于0.03 mm，E面垂直度误差值小于0.05 mm，销轴中心圆同轴度误差应小于0.06 mm。再检测销轴相邻中心距，偏差应不超过0.05 mm，累计偏差不超过0.10 mm。

图3 输出轴检测示意图

通过以上检测，发现该型摆线针轮减速器在制造和装配方面确实存在精度低、质量差的问题，其中输出轴、偏心轴和上下端盖等零件问题较多，主要问题如下。

1)G孔和销轴中心圆同轴度误差严重超标，分别达到0.20 mm和0.40 mm。

2)偏心轮的偏心距误差超标，误差达0.10 mm。

3)上下端盖与针齿壳止口配合尺寸严重超标，个别配合间隙达到0.40 mm以上，装配时无法精确定位中心。各止口内外圆同轴度误差也有超标，个别达到0.25 mm。

由于零部件制造误差严重超标，致使摆线针轮减速器轮齿啮合及轴承运转产生振动, 并发出异响。如果是上下端盖与针齿壳止口同轴度超差，最终表现为偏心轴中心与针齿壳针齿中心圆的同轴度偏差，致使摆线轮与针齿啮合在绕针齿壳1周内，啮合间隙大小不均，并变化循环1次，振动和响声的变化也循环1次，减速器整体产生振动。如果是偏心轮偏心距超差，或输出轴销轴中心圆同轴度超差，致使偏心轴和输出轴运转划圈，输出轴和主轴每转一转就抖动1次，并引起牙嵌式离合器产生连续状的振动和响声。上述分析正好与故障特征相吻合。

上述检测和排查中没涉及到摆线轮、针齿、针齿套、轴承等，这些零部件都是由专业厂家生产的标准件，制造精度和质量有保证。

4 修理改进

修理改进方法是自行设计研制新配件，重点把控以下3点：一是对不合格的零部件作精确测绘，部分尺寸和要素需通过设计和测绘共同确定；二是正确选择零部件的材料和热处理方法；三是制造精度要符合摆线针轮减速器相关技术标准。以上工作需要技术人员熟知摆线针轮减速器结构与工作原理，以及设计方法。

1)输出轴。输出轴材料为45#钢，并经调质处理，硬度为HB187～229。轴与轴颈不应有裂纹、毛刺、划痕等缺陷。轴承孔和销孔制造公差分别为G7和R7。销轴中心圆同轴度偏差应小于0.06 mm。销轴孔相邻中心距偏差应小于0.05 mm，累计不超过0.10 mm。

2)偏心轴。偏心轴材料为45#钢，并经调质处理或正火处理，硬度为HB170～217。两偏心轮偏心距的偏差应不超过±0.02 mm。偏心轴输入端内孔圆度和轴颈外圆、偏心轮外圆圆度的精度等级分别不低于7级和6级。

3)上下端盖和针齿壳。如果是上下端盖与针齿壳止口配合间隙超差，或止口内外圆同轴度超差，可以采用焊补止口方法修复。即在止口外圆或内圆上，沿圆周360°对称均布焊补8段与母体相同或相近的材料，然后按要求的间隙和同轴度车削出新止口。为防止端盖和针齿壳焊接变形，应采用热量输入较低的电阻焊、电火花焊、精密亚弧焊和激光焊等焊接方法。

如果是针齿壳针齿销孔相邻孔距偏差超差，针齿壳应报废换新。针齿壳的材料为不低于HT200灰铸铁，并进行人工时效处理。针齿销孔相邻孔距的公差0.05 mm，针齿销孔和止口内孔尺寸公差H7，止口外圆尺寸公差h6。

5 结束语

通过按上述方法进行检测、排查、分析和改进修理，最后经试验验证，多艘该型艇锚机振动和异响故障都得到了圆满解决，消除了装备隐患，提高了工作可靠性。

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打 造 精 品 做 强 主 业

The structure and working principle of anchor machine are introduced because of its vibration and abnormal sound.By inspecting and culling,the faults are analyzed and removed.

anchor machine;vibration and abnormal sound;culling analysis;improvement

李林(1979-)，男，山东荣城人，工程师，大学本科，主要从事舰船装备修理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.03.002

2016-12-12