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DZ-13型連續退火大拉機齒輪箱零件磨損原因分析與修復
2012-11-14
作者：李忠
（金川電線電纜廠）
摘 要：DZ-13型連續退火大拉機是我廠生產電線電纜銅線芯的主要設備之一，該設備采用了日本生產制造的軸承和臺灣加工處理過的齒輪、軸等備件，經過四年的生產運行，設備出現了運轉噪音過大和潤滑系統密封泄漏等故障，針對以上問題，我們對該設備進行了檢修。在本次檢修工作中，我與生產廠家技術人員共同對設備出現的故障問題進行了分析和認真維修處理，對該設備潤滑、密封及備件質量有了更深刻認識，以下是本次維修中故障原因的分析及維修中采取的一些措施的總結。（金川電線電纜廠）
關鍵詞：故障；磨損；密封；修復
一、密封失效原因分析
在本次檢修，我仔細測繪和分析了備件的具體損壞程度，也認真做了分析研究，我認為“潤滑嚴重失效”是造成設備備件嚴重磨損的主要技術原因。主要表現在以下幾個方面：
1、油液嚴重變質
在本次檢修中，當打開箱體時，箱體內壁積垢達8mm以上，底部沉積雜質達30mm以上，油液顏色發黑，并混有大量拉絲液和銅粉、鐵屑等雜質。這樣的潤滑油已經完全沒有了潤滑效果，相反，大量的雜質和乳液反而增大了備件的磨損和銹蝕。
2、油泵非正常工作
在試車時，我們發現供油壓力閥長期損壞。由于油管堵塞，油液不能暢通，當油液壓力過大時，發生自然溢流，為了不發生溢流，有能正常開機，有人就將閥用膠布包裹，使電氣系統采樣為油液壓力正常信號，這樣也能正常開機。但油管內幾乎沒有油，潤滑只能靠齒輪飛濺潤滑。
3、密封失效
由于油封及軸心磨損嚴重造成密封破壞，從而導致拉絲液流入齒輪箱形成混合溶液，這樣一來引起箱體內零件生銹，并降低齒輪油的潤滑性能。
二、零件磨損原因分析
1、齒輪軸磨損的原因
在工作時，齒輪軸表面要承受很大壓力和很高的滑動摩擦速度，而且軸與齒輪連接處散熱效果較差，各軸頸表面易遭受磨料磨損。因此，大拉機在大修中必須對齒輪軸進行檢驗，查明磨損情況，并進行正確的修理，保證齒輪軸所要求的疲勞強度和耐磨性。
齒輪軸軸頸表面的磨損是不均勻的，主軸頸與齒輪內孔的徑向磨損主要呈橢圓形，且其Z大磨損部位相互對應，即各主軸頸的Z大磨損處靠近齒輪內孔磨損嚴重一側；而齒輪內孔磨損嚴重一側的Z大磨損處也是靠近主軸頸一側。齒輪軸軸頸沿軸向還有錐形磨損。
軸頸的橢圓形磨損是由于作用于軸頸上的力沿圓周方向分布不均勻引起的。大拉機工作時，齒輪軸頸所受的綜合作用力始終作用在連桿軸頸的內側，方向沿曲軸半徑向外，造成連桿軸頸內側磨損Z大，形成橢圓形。齒輪軸軸頸產生錐形磨損的原因是由于通向齒輪的油道是傾斜的，當齒輪軸回轉時，在離心力的作用下，潤滑油中的銅泥雜質偏積在齒輪軸軸頸的一側，加速了該側軸頸的磨損，使齒輪軸軸頸的磨損呈錐形。此外，齒輪軸彎曲、齒輪中心與齒輪軸中心線不垂直等原因，都會使軸頸沿軸向受力不均，而使磨損偏斜。
齒輪軸軸頸的磨損呈橢圓形，主要是由于受到齒輪軸、齒輪離心力的影響，使靠近齒輪軸軸頸的一側與軸承產生的相對磨損較大。
此外，軸頸表面還出現了擦傷與燒傷。擦傷主要是由于機油不清潔，其中大量混入銅雜質在軸頸表面刻劃引起的。軸頸表面的燒傷是由于齒輪發熱引起的，主要是由于潤滑不足、機油太臟、油路阻塞等原因造成的。
三、零件的修復
1、齒輪軸的修復
一般來說，軸頸直徑在80mm以下，圓度及圓柱度誤差超過0.025mm；或軸頸直徑在80mm以上。圓度及圓柱度誤差超過0.04 mm的軸，均應按規定尺寸進行修磨，或進行振動堆焊、鍍鉻、鍍鐵后再磨削至規定購尺才或修理尺寸。
由于我廠加工設備所限，我們采用了車床磨削齒輪軸軸頸的修復方式。磨削是在軸校正的基礎上進行的。齒輪軸的磨削除了軸頸表面尺寸精度和表面粗糙度符合技術要求外，還必須達到形位公差的要求：磨削齒輪軸時，必須保證主軸頸和齒輪各軸心線的同軸度及兩軸心線間的平行度，限制半徑誤差。并保證齒輪軸軸頸相互位置夾角的精度。齒輪軸的磨削通常是在專用的外圓磨床上進行的。
由于齒輪軸頸磨損不均勻，一般磨削后齒輪軸要使整個齒輪軸的質量中心處于曲軸主軸頸中心線上，這樣可以保證齒輪安裝平衡，運轉時不會附加動載荷。因此，在齒輪軸頸磨削時，應盡量減少保證吃刀均勻，保證同位齒輪軸軸頸軸心線的同軸度誤差不大于±0.10mm，這樣才能保證齒輪軸運轉中的平衡。
2、齒輪軸密封擋圈處嚴重磨損后的修復
由于大拉機齒輪軸密封擋圈處磨損嚴重，磨削法無法修復，修復即使效果也較差，所以我采取車床修復后，對密封圈壓蓋結構工藝尺寸進行了改動，將擋圈厚度減小4mm，這樣密封圈就讓開了過去的磨損表面，重新達到密封尺寸工藝要求。
3、軸承孔的處理
軸承孔的位置被軸承磨大了0.15mm，我們采用了工業修補劑修復的方法進行了修復。
4、潤滑系統修復
我們對潤滑管路進行了徹底疏通和更換。并修復了供油泵和壓力閥等潤滑備件。
四、檢修心得
1、不是間隙調整的越小密封效果越好
其實不然，在間隙調整時一定要看圖紙，只要明確圖紙要求間隙后才可調整螺栓。我們之前就是因為沒有很好的了解該尺寸結構，一味的緊固螺栓，導致個動圈被磨損，斷裂報廢。其實，壓縮量過大，可導致摩擦副急劇磨損，很容易燒損；過度的壓縮使螺栓失去了調節動環端面的能力，導致密封失效。
2、不是軸承座外壓蓋越緊越好
軸承座外壓蓋基本處于靜止狀態，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的。一是引起軸承座外壓蓋因過度變形，影響密封效果；二是軸承座外壓蓋變形會造成調節螺栓過度受力極易引起斷裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞軸承座外壓蓋。
3、不是所有新備件都比舊備件好
相對而言，使用新機械密封的效果好于舊的，但新機械密封的質量或材質選擇不當時，配合尺寸誤差較大會影響密封效果；在軸頸磨損不是很嚴重時，還是不更換為好。因為軸承座長時間處于靜止狀態，能使潤滑油中的聚合物和雜質沉積為一體，起到了較好的密封作用。
4、不是拆卸維修都比不拆好
實際上，一旦了解了泄漏的真實原因，采取相應的處理措施（例如，調整尺寸間隙等），不拆修比拆修更經濟和省力。
5、通過本次檢修使我感到我們對設備的點檢工作還有很多欠缺，對設備性能結構認識不足，設備潤滑和檢修制度不健全。
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