NGW辊压机减速机故障及改进研究

刘成国 罗晓龙

摘 要：NGW辊压机减速机是用于水泥和矿山行业的主要减速器之一。属于低速重载减速器，使用过程中易发生损坏。损坏后直接影响水泥的产品的产量，产生较大的经济损失。经多年数百台的使用和维护经验，收集了减速机主要故障。经过分析和试验验证，总结了减速机改进方案及建议。

关键词：减速机;齿轮;传动;精度

引 言

NGW辊压机用行星减速机原产于德国弗兰德公司，后经国产化，现被水泥和矿山行业普遍采用。我公司自主研发的辊压行星减速器是在长期研究的基础上，针对存在的问题和辊压机的恶劣的低速，重载，冲击等使用工况而精心设计的。进行了优化设计。自主研发的辊压行星减速器主要参数如下：功率：220-1800KW;传动比：45-83.6：1;输入转速：990-1485r/min;重量：2100-19992Kg;最大输出扭矩：311-2250KN.m。该减速器具有体积小，重量轻，传递能力大，安装使用维护简便，安全可靠，使用寿命长，无易损件（包括油封）等一系列优点，具有国外同类产品的先进水平。

1  减速机主要构成和工作原理

RPG减速机共有三级减速，一级平行轴减速（高速级）、两级行星减速，减速比大、结构紧凑、传递功率大、工作平稳、安装方便。其主要零件及构成如下图所示意：

在图1中，各数字分别代表如下含义：1一箱;2二箱;3三箱;4四箱;5齿轮;6轴7高速轴;8耐磨套;9端盖;10小太阳轮;11小行星架;12小行星轮;13小齿圈;14太阳轮;15大行星轮;16大齿圈;17大行星架;18输出轴。

2  减速器的常见故障

2.1  漏油

减速机故障率最高的就是高速级漏油，高速级漏油导致使用状况较差。原因分析：（1）高速轴⑦处耐磨套⑧磨削效果差：磨削方式错误到至油封接触表面产生螺纹磨削纹路或者磨削粗糙度差。（2）高速轴耐磨套硬度不够，导致耐磨套磨损严重。（3）油封质量较差或装配不合理。（4）使用过程中维护保养不到位，工况现场灰尘很大，灰尘颗粒进入油封处，导致加速油封的加速磨损。

针对问题的原因进行以下改进：（1）磨削必须采用切入式磨削，砂轮粒度≥60粒，磨削粗糙度要高于Ra0.6。（2）加工后及时检验耐磨套硬度不得低于50HRC，不得有软带等情况。（3）从正规厂家购买NOK油封，保证密封件产品质量是解决问题的关键环节之一。（4）油封装配工艺方法必须成熟，不得有任何伤害油封唇口的不当操作发生。（5）保证高速轴端盖处⑨与耐磨套⑧密封处，一直留有一定厚度的油脂，防止灰尘进入油封处，保证油封唇口与耐磨套⑧正常接触状态。

2.2  轴承问题

高速级轴承损坏频率很高，通常反应的就高速轴振动倍增，高速轴轴承处温升大幅上升。原因分析：（1）润滑油未按要求更换或者过滤网损坏，润滑油中杂质过多，导致轴承过早磨损和损坏。（2）箱体加工精度差，轴承孔同轴度或尺寸偏差等。（3）装配精度差，轴承游隙调整不合理等。（4）轴承选用不合理。

针对问题的原因进行以下改进：

（1）减速机初运转250小时后应更换一次润滑油，换油前用粘度低的油进行清洗箱内脏物，以后每12个月换一次油，对于昼夜连续运转场合每6个月换一次油。在新装油前要用油将减速机冲洗干净。（2）装配前检查孔质量，同轴度和轴平行度。（3）装配后检查轴承游隙检查、做好记录。同时做好灵活度检查，能最直观的了解到轴承游隙等合理性。（4）高速级轴承尽量采用重载SKF轴承，尤其是500KW以上的减速箱，减速器承受较大的冲击。

2.3  鼓型联接齿磨损严重，断齿

一般为减速机使用3年以上，出现周期性异响，但无振动增大现象。原因分析：（1）热处理未达到要求，硬化层深或硬度不够。（2）装配误差过大，导致摆角过大，产生过渡磨损

针对问题的原因进行以下改进：（1）控制热处理质量，保证硬化层深度≥0.6mm，并且硬度≥60HRC，能保证10年以上的使用寿命。（2）新机出厂前试验过程中严控周期性噪声，保证太阳轮无偏载现象，消除鼓型齿连接部分非正常磨损现象。

2.4  低速级齿圈点蚀和磨损

低速级齿圈承受较大的扭力，齿面承受很大的压力，齿面易发生点蚀和磨損。原因分析：润滑油未按要求更换或者过滤网损坏，润滑油中杂质过多，导致齿圈下部处沉积过多杂质，导致二级行星机构非正常啮合，过早点蚀和磨损。

针对问题的原因进行以下改进：（1）减速机初运转250小时后应更换一次润滑油，对于昼夜连续运转场合，每12个月换一次润滑油。（2）在4号箱油位最深处增加块磁钢，吸附钢件杂质，能大幅延长齿圈点蚀时间周期。

2.5  螺栓和销子的剪切

低速级齿圈剪销和螺栓，低速级的巨大扭矩（大于1000KN*m）和振动，会导致螺栓和销子的剪切，如果不及时停止运行，可能有齿圈爆裂的风险。

原因分析：（1）出厂时螺栓预计力未达到要求。（2）螺栓长度过长，普遍在400mm长度以上，在长时间的的大扭矩工作状态，会使螺栓拉长，导致无法保证足够的预紧力，同时无法提供足够的摩擦力来抵抗大扭矩，使3号箱、齿圈、4号箱发生相对滑动，导致剪切螺栓和定位销。

针对问题的原因进行以下改进：（1）装配时螺栓预紧力严格按要求执行，执行要求如下表，能有效防止剪切螺栓和定位销的现象发生。（2）定期预紧螺栓，低速级长螺栓承受较大拉力，长时间使用螺栓会拉长。此时，需要重新预紧，最合适的周期为6个月。（3）改变螺栓结构，长螺栓更改为两个短螺栓，短螺栓不会因受到拉力伸长量会较小，能够根本性保证预紧力要求。

结 语

本文对NGW辊压机减速机的主要故障情况进行详尽的总结、分析和改进。对此类减速的优化能在不增加或者少增加成本的基础上，完美的提高了减速机的使用性能。

参考文献

[1] 王志中. 辊压机减速器轴承失效原因及处理措施[J]. 新世纪水泥导报， 2020， v.26;No.152（02）：55-57.

[2] 桂许君. 辊压机减速机输出端漏油分析与处理[J]. 中国设备工程， 2018， 000（020）：40-41.