常用減速箱“跑外圓”的修復新工藝

李建平，陸九成，繆國斌，汪邵唐

（江西銅業集團有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

關健詞：減速箱；磨損；跑外圓；新工藝；安全性

1 引言

減速器由傳動零件、箱體及附件組成。 傳動零件包括軸、齒輪、聯軸器、帶輪、軸承等，其中，齒輪、聯軸器、帶輪、軸承安裝在軸上，而軸通過滾動軸承由箱體上的軸承孔、軸承蓋來固定和調整，軸承蓋是固定和調整軸承的零件。減速器的箱體一般由鑄鐵材料鑄造而成，分為上箱體和下箱體［2］。減速箱是機械變速傳動機構的重要組成部分，減速箱在長期使用過程中，因各種原因，減速箱箱體與軸承外圈接觸處會產生非正常磨損，形成“跑外圓”現象。嚴重磨損后會造成整臺減速箱損壞甚至報廢，并使整個傳動設備及整個生產系統停止生產運行。而過去對減速箱的修復始終停留在沖眼、墊銅皮、涂抹固持膠及焊補等較為不合理的工藝，修復后的減速箱也因達不到技術要求而造成報廢，因此修復減速箱的重要性顯而易見。

2 背景

德興銅礦泗州選礦廠一期碎礦工段自投產以來一直肩負著破碎礦石的重任，由于生產需求的不斷增加，生產任務也隨之加重，只有不斷的對設備進行改造和更新，以及減少設備的故障率和維修率［3］，才能保證生產的正常運行。而減速箱作為工段主要運輸傳動設備，原有的修復工藝在生產任務加重的情況已不滿足生產需求，經常出現修復后的減速箱使用壽命不長且故障率高，嚴重影響生產的正常運行。針對此現象，重新設計新的減速箱修復工藝，將軸承安裝在高速軸位置向外延伸，使軸承外圈再次與原有的箱體上的軸承孔完美配合。實踐證明，修復后的減速箱使用壽命延長，減少故障率，保證了生產的正常運行。

3 原因分析

要想從整體上促進機械設備齒輪減速箱的維護工作質量和效率，首先需要對減速箱的前期安裝環節進行深入的解讀，了解不同的影響要素。與其他的設備和工藝相比，齒輪減速箱的運作要求更為復雜，外部環境相對較為惡劣，需要綜合考慮各個方面的問題和要素［4］。通過對生產現場以及設備運轉情況來看，導致出現“跑外圓”現象主要有以下三種情況：

（1）減速箱使用年限太長產生的疲勞損傷，造成高速軸“跑外圓”。

（2）電機頻繁啟動而產生的沖擊載荷損傷，造成高速軸“跑外圓”。

（3）與減速箱相連的剎車輪的不平衡量過大，造成高速軸“跑外圓”。具體如圖1所示。

圖1 高速擋軸承及附件裝配示意圖

4 原有的減速箱軸承孔修復方法

通常，減速箱高速軸軸承“跑外圓”，形成凹槽后，修復方案主要有以下四種：

（1）在箱體與軸承外圈接觸磨損處，打樣沖眼。此方案減少了接觸面，可靠性降低，有沖擊載荷情況下，此方案效果周期短，容易出現反復修理。

（2）在箱體與軸承外圈接觸磨損處，墊銅皮、鐵皮等介質。而箱體與軸承外圈接觸磨損處多呈橢圓狀，此方案無法保證高速檔的同軸度、圓跳動等的技術要求。

（3）在箱體與軸承外圈接觸磨損處，涂抹固持膠介質。此方案無法保證高速檔的同軸度、圓跳動等的技術要求；同時固持膠的初步固化時間短，上、下箱體裝配時，誤差隨機性增大，更無法保證高速檔的同軸度、圓跳動等的技術要求。

（4）箱體與軸承外圈接觸磨損處，采用焊補工藝［5］，將箱體堆焊，再進行鏜孔。此修復方案修復成本高，并需要有精度高的鏜床設備，不適合現場維修。

5 減速箱軸承孔修復新工藝設計內容

減速機是礦山礦石破碎和皮帶運輸系統的關鍵設備 ,承擔著礦石的破碎 、運輸等重要任務。減速機軸承座孔磨損是該設備常見的一種失效形式, 此失效往往導致減速器漏油、振動和噪音加大,最終引起齒輪或軸承等重要零部件的破壞 ,給企業生產帶來重大的經濟損失［6］。鑒于此采用了減速箱修復新工藝，具體地說，就是將高速軸的軸承沿軸向，向外移動軸承厚度的一半，使軸承外圈錯開原來的減速箱箱體、被磨損的位置，使軸承外圈有一部分能與箱體緊密結合，從而保證軸承外圈能固定不動，杜絕“跑外圓”現象。現以ZL115減速箱為例，具體設計如下。

5.1 設計內側甩油環

根據修復新工藝設計要求，軸承要往外移動20mm，讓軸承外圈與原有的減速箱箱體接觸，那么高速軸上內側甩油環（擋圈）在原有的尺寸5mm上加厚20mm，變成25mm。如圖2為舊內側甩油環、圖3為新內側甩油環。

5.2 設計外側甩油環

在減速箱高速軸三內外甩油環是配套使用的，而內側甩油環加厚了20mm，在整體裝配尺寸不變的情況下，外側甩油環的厚度就隨之減少20mm。如圖4為舊外側甩油環，圖5為新外側甩油環。

圖2 舊內側甩油環

圖3 新內側甩油環

圖4 舊內側甩油環

圖5 新內側甩油環

5.3 設計減速箱端蓋

軸承外圈在減速箱體向外移動20mm，減速箱端蓋厚度也會減少相應厚度。在保證端蓋不影響正常裝配的情況下，將減速箱端蓋頂圈厚度減少20mm。如圖6為舊減速箱端蓋，圖7為新減速箱端蓋。

圖6 舊減速箱端蓋

圖7 新減速箱端蓋

5.4 高速軸裝配到減速箱的安裝新工藝的注意事項

（1）高速軸裝配到減速箱箱體上，因為軸承相對位置外移，所以軸承外圈與箱體的新接觸面只有一部分。另一部分處于原來磨損處，呈未接觸懸空狀態，注意事項就是：軸承外圈與箱體未接觸處應涂抹固持膠介質，以保證軸承外圈與箱體的接觸。

（2）涂抹固持膠介質前，涂抹固持膠處，一定要清洗、擦抹干凈，否則固持膠將失去原有功效。

（3）減速箱裝配過程中，一定要注意調整好軸承間隙。

（4）高速軸裝配到減速箱箱體上后，減速箱上、下箱體合蓋、緊固；端蓋的緊固一定要迅速，因為固持膠介質固化時間比較短。

根據減速箱修復新工藝安裝注意事項裝配的示意圖如圖8所示。

圖8 新工藝裝配示意圖

6 減速箱修復新工藝的現場效果

通過我們兩年的工作實踐。經新工藝修復的減速箱可以有效地解決老修復工藝中所存在的諸多問題。解決了減速箱“跑外圓”的故障問題；保證了減速箱原有的運動精度；保證了減速箱原有的承載剛度；降低了減速箱的機械振動；保證了減速箱修復的安全可靠性；降低了減速箱的修復成本；延長了減速箱的使用壽命；縮短了減速箱現場修復的時間。只要是因高速軸“跑外圓”損壞的減速箱，在結構條件允許的情況下，都可以采用這種工藝修復，并保證其工作技術要求。

7 結語

雖然本工藝只是針對減速箱的修復工作，但在類似的機械設備維修中，在結構條件允許、性能狀態允許、工作環境允許等等的前提下，將其創造性思維的新觀念融入進來，那么將對設備維修工作起到推動性的作用。綜上所述，常用減速箱“跑外圓”的修復新工藝滿足了現場生產需求，同時降低了現場維修人員的勞動強度，提高了生產效率，減少了一定的經濟損失。在社會效益方面可以可在同類礦山推廣應用，為我國礦山企業的發展做出貢獻。