倒立式蜗轮蜗杆减速机蜗轮损坏研究和改进
倒立式蜗轮蜗杆减速机蜗轮损坏研究和改 进 【摘 要】倒立式蜗轮蜗杆收线机(以下简称收线机)在 电镀锌铁丝的生产过程属于一种较普遍的钢丝收集机,其收 线传动机构主要采用倒立式蜗轮蜗杆减速机(以下简称减速 机)。由于该减速机输出轴垂直于地面,在蜗轮运行过程中 蜗轮蜗杆摩擦产生较高的热量使得输出轴上的密封与轴产 生间隙,润滑油受到重力作用迅速从油封和轴的间隙流出, 减速机因缺油导致蜗轮加快磨损。结合新疆八钢金属制品有 限公司(以下简称金属制品)对减速机在实际使用过程中所 存在问题及原因进行了分析,提出了改进减速机内部结构等 改进措施,以期达到减速机不漏油,降低油污对环境的污染, 降低维护成本,实现金属制品降本增效的目的。 【关键词】减速机;存在问题;原因分析;改进措施 1. 概述 收线机在电镀锌铁丝的生产过程属于一种较普遍的钢 丝收集机。以金属制品为例,其是新疆最大的金属制品公司, 镀锌铁丝的年产量有10万吨。镀锌铁丝在生产过程中必须 有的一道工序就是镀锌成品铁丝收集,成品铁丝收集使用的 动力设备主要是倒立式蜗轮蜗杆收线机,其由减速机、电动 机、收线卷筒等设备组成,适合收集规格为敢2. 8mm以下的 镀锌铁丝。在金属制品的实际生产使用中倒立式收线机每天 24小时高负荷运转。 2. 减速机使用中存在问题的原因分析 2. 1减速机在实际生产中存在的问题 减速机在使用过程中漏油情况比较普遍,蜗轮的损坏也 有很多种原因,根据金属制品的实际情况主要存在以下两个 问题: 第一,蜗轮蜗杆在运转过程中由于铁丝在收集过程中存 在拉断的问题,蜗轮损坏可能是由于超载造成蜗轮超负荷运 转,导致蜗轮加快磨损。第二,由于蜗轮蜗杆运行中产生大 量热量,密封受热膨胀间隙过大从而导致220#润滑油泄漏量 过大,维护人员将3#锂基脂加注在蜗轮蜗杆减速箱内,虽然 增加了润滑脂的粘稠度,降低泄露的速度,但是蜗轮的损坏 速度并未降低,反而出现了加速的损坏。 从收线机的运行状况来看,铁丝在收集过程中存在拉断 的现象并不太频繁,铁丝拉断时蜗轮蜗杆的负荷较大,电动 机带动的蜗杆不能够转动,电动机因电流过大而产生过载保 护。从减速机损坏后的检修中发现,蜗轮齿面以磨损殆尽, 齿的表面明显存在润滑不良而造成的齿面胶合,所以需要对 减速机漏油和润滑不良问题进行分析。 2.2导致减速机蜗轮损坏的原因分析 减速机是一种动力传达机构,利用齿轮的速度转换器, 将电机(马达)的回转数减速到所要的回转数,并得到较大 转矩的机构。主要优点:用于交错轴间传递运动及动力、机 械结构紧凑、运行平稳、噪音小、经久耐用、安全可靠性大; 常见问题及其原因:减速机发热和漏油是减速机常出现的问 题,为了提高其工作效率,一般均采用有色金属做蜗轮、较 硬的钢材做蜗杆。由于它是滑动摩擦传动,使减速机各零件 和密封之间热膨胀产生差异,从而在各配合面产生间隙,而 油液由于温度的升高变稀,容易造成泄漏。金属制品具体减 速机示意图如图1所示: 图1蜗轮减速机示意图 从图1中可以看到,减速机轴是垂直于地面的结构,当 油封受热或轴磨损时润滑油就会在重力的影响下迅速的沿 输出轴向下泄露,由于减速机在运行过程中,产生较高的热 量的情况是不可避免的,所以减速机漏油问题很难得到解 决,漏油不但污染了工作现场的环境同时造成减速机内的润 滑油在不断减少,当润滑油减少到一定程度时减速机内的蜗 轮蜗杆的润滑就得不到保证,从而导致了蜗轮的胶合和加快 磨损的问题产生。 为解决金属制品实际生产中减速机存在的问题,关键的 解决方法在于如何保证减速机不漏油。维护人员将3#工业锂 基脂加注在减速箱内,虽然减速箱内的润滑油变稠漏油的速 度变慢,但蜗轮的损坏速度是加注3#工业锂基脂时的5倍, 在蜗轮蜗杆运转过程中,由于加注了 3#工业锂基脂的混合润 滑脂,蜗轮和蜗杆形成润滑油膜的速度比蜗轮蜗杆运转的速 度要慢很多,所有蜗轮得不到良好的润滑,加快了蜗轮磨损、 胶合的速度,所以加注3#工业锂基脂增加润滑脂的粘度是得 不偿失的办法。 3. 减速机漏油问题改进措施 针对减速机在使用过程中存在的问题及原因分析,本文 采用了润滑油和输出轴隔离的办法达到封油的目的。 3.1结合金属制品对减速机的实际应用情况,在不改变 蜗轮的强度的情况下,本人对蜗轮的形状进行了重新设计。 蜗轮的形状改造前、后如下图图2所示。 根据图2所示,对蜗轮进行了形状上的改进,在蜗轮的 轮沿不变的情况下改变铁圈的形状使得蜗轮轮沿和铁圈保 持一定的高度差这是改造设计的第一步,这为后面的箱体和 其他部件留下了设想空间。 图2蜗轮改造前后示意图 3.2根据蜗轮的形状对减速机其他零部件进行设计,具 体设计如下图3所示: 图3改造后的蜗轮减速机示意图 根据将润滑油和蜗轮轴相互隔离的原则,使箱体内润滑 油与轴承套杯之间形成无法逾越的高度差,同时在实际生产 中,由于减速机是固定在具体的钢架结构上的,减速机不会 发生晃动,以此保证了箱体内的润滑油不会外流。 3.3在设计上保证了润滑油与蜗轮轴相互隔离,同时要 求在具体操作过程中要注意操作方法,在加注润滑时,保证 润滑油的油位在合理的范围内,既不能多,也不能少。加多 了润滑油有可能溢出到轴承套杯内,油封在发热时与轴之间 产生间隙而发生泄漏;加少了蜗轮润滑不良,也会造成蜗轮 损坏。 4. 结束语 本文通过对减速机存在问题的阐述及蜗轮频繁损坏现 象的原因进行了分析。针对存在的减速机漏油严重的问题, 找到了将润滑油和输出轴相隔离的方法。在工作现场减速机 负荷允许的范围内,通过改变蜗轮的形状,并且同步设计出 其他的零部件。从而在实际工作中达到了降本增效的目的, 具有一定的实践操作性。 作者简介: 张天山(1984-),男,山东临沂人。助理工程师,工学 学士,从事设备管理工作。