中厚板粗軋機壓下減速機的故障分析及解決方法

徐建翔

【摘 要】中厚板機組粗軋機壓下減速機使用過程中出現軸向位移和徑向偏差現象，運行穩定性劣化，經過原因分析，先后采用減速機蝸輪蝸桿軸向調整、編碼器心軸結構改進等方法，最終解決了上述問題，保障生產的順行。

【關鍵詞】粗軋機壓下減速機；軸向位移和徑向偏差； 軸向調整；結構改進

1.前言

新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠中厚板分廠于2009年投產，其中二期建設后，投入了粗軋機列。實現了雙機架軋制，產品規格和產量都有了大的飛越。粗軋機機械壓下部分，主要由兩臺壓下減速機及相關液壓平衡系統組成。在生產過程中，壓下輥縫控制、板型精度控制等數據，主要來源于分別安裝在軋機傳動側及操作側的兩臺壓下減速機蝸桿軸端的壓下編碼器，編碼器使用的好壞直接制約了生產。自2015年下半年，粗軋機壓下減速機開始出現蝸桿軸向位移和徑向偏差現象，進入2016年以來，幅度越來越大，軸向達到5mm，徑向1～2mm，減速機振動及異音明顯，運行穩定性劣化，而軸向位移和徑向偏差都能影響編碼器內置的軸承負載，直接影響了編碼器的正常使用，高峰時一個月損壞了兩個編碼器，對生產造成不必要的損失。

2 .粗軋機壓下減速機軸向位移和徑向偏差問題分析

2.1 粗軋機壓下減速機結構采用蝸輪蝸桿形式，是一種具有結構緊湊，傳動比大的特點，其主要由蝸輪、蝸桿、軸承、軸承盒、箱體等，其它包括油封、壓蓋等。蝸輪蝸桿減速機為了提高效率，蝸輪采用ZQA19-4鋁青銅材質，蝸桿則采用45#鍛鋼，蝸輪蝸桿之間的傳動是兩個交錯軸之間滑動摩擦傳動。當減速機長期運轉，蝸輪蝸桿副的齒面間隙因磨損而逐漸增大，其間隙超過0.19～0.25mm以后，嚙合狀況會逐漸惡化，造成減速機停、動產生較大的沖擊，同時導致推力軸承易磨損，進而引起蝸桿的軸向竄動超差，而現場在對蝸輪蝸桿進行手動空行程檢測時，發現有約1.0mm間隙存在。

2.2 減速機蝸桿整體定位主要由蝸桿軸中間的軸承盒控制，軸承盒內安裝推力軸承兩件，中間設置隔離環，軸承內圈由圓螺母調整軸向位置后鎖死定位，軸承盒安裝在箱體定位槽內。現場檢測時，用35T千斤頂沿水平軸向對蝸桿軸進行壓緊時，發現蝸桿竄動達到了4mm，大幅度超出安裝標準。

2.3 蝸桿軸與編碼器心軸安裝由三件M20沉頭螺栓固定，心軸端面與蝸桿軸端面貼合，心軸另一端安裝編碼器，由一件M12螺栓固定，安裝面設計有軸肩，完成編碼器端面定位，配合采用間隙配合（0.01～0.03mm）。

現場使用過程中，均發現編碼器隨著蝸桿軸轉動有明顯擺動，幅度在1～2mm之間，嚴重影響了編碼器的穩定性，檢查分析原因有：

2.3.1 安裝人員在安裝編碼器心軸時，未嚴格按照標準進行安裝，編碼器心軸與蝸桿軸未在同一軸線上，造成運轉過程中出現擺動。

2.3. 2 編碼器心軸與蝸桿連接螺栓在使用過程中出現松動，造成心軸軸線與蝸桿軸軸線偏移，造成運轉過程中出現擺動。

3.粗軋機壓下減速機軸向位移和徑向偏差問題解決的方法

3.1 解決軸向位移問題

3.1.1 對蝸桿重新進行調整裝配，在裝配前對減速機箱體及蝸輪蝸桿進行徹底的清洗和清理。軸承在裝配時涂上潤滑脂，防止潤滑不到位，產生干摩擦。蝸桿軸承盒內部兩件推力軸承用壓鉛法測量軸承游隙。在壓鉛過程中，用力對稱，預緊均勻，測出兩鉛皮最薄處的厚度即為軸承間隙值，再加上 0.05 ～0.1mm 的游隙量，最終兩軸承軸承向位置進行了1.95mm的軸承向調整，裝配后軸承轉動應靈活，軸承游隙應符合標準值。

3.1.2 水平壓緊時，推力軸承軸承盒與減速機箱體定位槽內軸向檢測有2mm間隙。當整體蝸桿安裝完畢后，采用涂色法對蝸輪蝸桿進行調整，蝸輪齒面涂色，手動盤車顯點，根據顯點位置不同進行調整。當顯點偏向一側較多時，調整蝸輪軸的軸向位置，軸承間隙暫不調整，調整到顯點正常后。最終確定蝸桿軸的軸向位置，根據顯點位置對軸承盒在箱體定位槽內位置進行加裝調整墊片，根據現場情況將2mm墊片安裝在軸承盒與定位槽之間。

3.2 解決徑向偏差問題

3.2.1 心軸結構改進

3.2.1.1 如圖所示在安裝端面由原平面結構改為沉臺結構。利用蝸桿出軸端頭位置設計與之配合的沉臺，沉臺內孔尺寸與蝸桿軸尺寸相適應，采用過度配合，安裝時人員只需將心軸安裝面直接裝入蝸桿軸頭，不需要再進行蝸桿軸與心軸的軸線調整找正工作，且在效控制運轉中編碼器小軸的圓跳動。

3.2.1.2 心軸與蝸桿軸之間的尺寸間隙采用過度配合，自身具備定位及連接作用，減少對連接螺栓的安裝要求，達到了即使連接螺栓預緊力不夠，造成松動也不會造成軸線的偏移的問題。

3.2.1.3 在心軸加工制作過程中，在安裝圓盤端面先鉆一個中心孔，將小軸安裝至中心孔，兩者過盈0.05-0.1mm，焊接后進行車削加工，有效保證同軸度。避免原先在制作過程中產生的人為的同軸度誤差。

4 效果驗證

4.1 對調整后的蝸桿軸向位移進行檢測，達到了0.6～1.0mm，效果顯著，滿足了現場使用的要求。

4.2 對改進后的編碼器心軸使用情況進行了跟蹤，跳動量可有效控制在0.20mm之內。編碼器的平穩運行得到了極大的提升，使用至今未出現任何異常現象。

4.3 采用符合專業標準的措施、手段，改變現場設備面貌，減少備件費用的采購，提高設備使用周期，避免類似重復事故發生。

5.結束語

粗軋機壓下蝸輪蝸桿減速機經過檢修后，振動及異音得到解決，設備穩定性大大提高，特別是對編碼器心軸的結構改進，降低對安裝人員技術水平的要求，安裝精度由配件的結構形式和加工精度來保證，杜絕因為人為的因素造成事故的發生。有效保障了設備的正常運轉。

參考文獻：

[1]機械設計手冊，機械工業出版社.

[2]機械基礎設計：機械工業出版社.

[3]產業與科技論壇：鄭同雷2013（12）11.