工程机械使用减速机高温适应性分析

工程机械使用减速机高温适应性分析

叶张水

杭州嘉诚机械有限公司 浙江杭州 311222

摘要：起升机构、回转机构是轮式起重机最重要的两大工作机构，减速机作为两大机构的主要执行部件，直接影响产品能否完成规定的功能。随着国内工程机械企业国际化业务增长迅速，地区差异会造成产品使用环境越来越复杂，工程实践表明，环境对产品能否完成规定的功能影响很大。在高温地区出现的减速机特有故障，探讨环境适应性与产品可靠性的关系，通过故障树分析、实验验证找出导致故障发生的原因并实施改进措施，以满足环境适应性要求。

关键词：工程机械；减速机高温；适应性

引言

夏季提升机减速器油温高，处于高温报警状态，增加了故障风险。提升机的传动方式为双驱动方式，即两台减速机同时驱动提升机运行，减速机放置在东西两侧。夏季，减速机轴承处于高温状态，故障频发，一直是困扰企业的难题。通过对轴承失效、齿面胶合和润滑油的综合分析，发现轴承和齿轮失效都与润滑有关。轴承失效前，油温长期处于高温状态，加剧了轴承和齿面的磨损，最终导致失效。针对减速机温度高的问题，制定了解决措施。整改后，消除了减速机的高温和隐患。

1减速机工作原理及特点

主要的原理是通过在输出轴上用少量齿啮合大齿轮来降低速度，传动比是大齿轮齿数的比率。可以看出减速器的主要部件是齿轮。取决于传动类型、传动类型、传动等级、齿轮形状等。，减速器分为齿轮减速器、行星齿轮减速器、一级或多级减速器、锥齿轮减速器或锥齿轮减速器-圆柱齿轮减速器等。齿轮减速器通过大量的电气组合、结构方案和安装方式实现了电子集成和活动报告的精细分类等特性，而其他类型的减速器则因模块组合系统的设计而异，其效率也各不相同。

2减速机故障的原因分析

2.1 制动密封损坏的故障树分析

以轮式起重机减速机制动密封损坏为研究对象，运用故障树分析的基本原理，将故障原因逐步细化，找出导致这一故障的基本原因。在分析过程中，假设条件：（1）不考虑认为操作失误引起的故障。（2）故障树中的底事件之间是相互独立的。（3）每个底事件和顶事件只考虑其发生或不发生两种状态。选取“制动密封损坏”作为顶事件，建立故障树如图1所示。

顶事件T：制动密封损坏

中间事件M：M1密封问题导致损坏；M2与密封配合零件问题导致密封损坏；M3装配操作不当导致密封损坏；M4密封选用不合理导致密封损坏；M5密封本身存在问题；M6密封压缩量小漏油，压缩量大加速密封磨损；M7密封件磨损；M8密封不能满足环境温度要求；M9密封配合零件设计不合理；M10密封配合零件尺寸超差；M11密封配合零件加工缺陷。底事件X：X1挡圈装配损坏；X2密封装配破损；X3密封结构形式不满足使用要求；X4密封耐压不满足使用要求；X5密封尺寸选择不当；X6密封材质差；X7密封尺寸超差；X8密封配合零件表面粗糙度设计要求不足；X9密封低温冻裂；X10密封高温老化、变形；X11活塞配合公差设计不合理；X12沟槽尺寸设计不合理；X13密封配合形位公差要求不足；X14密封配合零件尺寸超差；X15密封配合零件形位公差超差；X16密封配合零件飞边毛刺；X17密封配合零件漏加工边缘圆角；X18密封配合零件粗糙度超差。求故障树最小割集，最终得到全部最小割集为：{X1}、{X2}、{X3}、{X4}、{X5}、{X6}、{X7}、{X8}、{X9}、{X10}、{X11}、{X12}、{X13}、{X14}、{X15}、{X16}、{X17}、{X18}。

2.2轴承与齿轮磨损原因分析

环境温度和熟料温度较高，夏季入口场熟料温度为120 ~ 150℃，虽然通过返库冷却，电梯入口温度仍为80 ~ 100℃，设备温度较高， 电梯主轴温度传递到减速器低速轴，破碎的粉末进入升降机的动力室，因为销轴与轴罩和动力室内的粉末混合， 磨损是由于销轴和链条两侧轴罩的差速器渗透造成的，电梯负荷增加，调整DCS数据的对比监测分析后，夏季电梯的横梁更换，电流变化为10 减速器安装在室外和高空，环境温度高，减速器润滑方法由油浴润滑，没有冷却系统。夏天由太阳加热，室温在50 ~ 55 c，箱体温度超过80 c，温度由腋风扇冷却，冷却效果不好。

2.3减速机用油分析

CKD320重型封闭链轮油，矿等级。倾角点–8℃，四球机的炸载量245kg，适合低于65℃，若大于70℃，氧化速度加快，油寿命缩短，必须频繁更换机油，才能保持在夏油温度长期保持在80℃左右，氧化速度快，ⅱ轨道轴承转速1400~1450rpm，油膜强度和四球机炸负荷大幅度降低，导致轴承寿命异常缩短，轧辊炸磨损和贴合轴承会产生不同于原始频率的异常噪音和振动，并可能导致温度升高，直到贴合和贴合轴承为止。CKD320链轮油在油温40 c处运动，粘度为320cst，油膜厚度良好，但随着油温逐渐升高，油品老化加速，油膜强度和润滑性能随着温度的降低而下降 粘度仍为48.2cst，油膜强度仍为15%，油膜无法成型，滚轮直接接触内外圈和扣具，增加摩擦热，轴承严重磨损。

3减速机改进

3.1设计改进

通过查阅各类介质中不同材质密封允许的最高恒定温度，结合海外现场高温环境要求，将星型密封圈材料由丁晴橡胶（NBR）更改为氟橡胶（FKM）（通过表1可知：FKM材料在齿轮油与液压油中的最高使用温度均为150℃）。

3.2减速机的清洁度

减速器是一种非常精确的关键设备，装配和备件的清洁度对于维护质量非常重要。同时，只有通过清洁零件才能检查零件的细微缺陷等减速器将在内油温度升高后由于运转过程中的旋转摩擦而熔化死角的泥浆。如果不能保证清洁度，则会通过油液将熔浆中积聚的硬杂质引入齿轮啮合区和轴承轨迹，造成灾难性事故。同时，一些小杂质混入油中，也可能导致颗粒磨损等，这可以缩短减速器的寿命，甚至造成早期损坏。

3.3提升减速机润滑油品质

选择适合高温和重负荷的合成链轮油，既能承受重负荷，又能抵御高温。根据研究，选用BESLUXGEARSINT320合成链轮油、CST 320粘度、粘度指数184、工作温度–30 ~ 120℃、倾斜点–40℃、四轴油炸负荷。与BESLUXGEARSINT320和CKD320合成链轮油的技术性能相比，BESLUXGEARSINT320的应用更适合减速器润滑油，有效保护齿形表面和轴承润滑，夏季减速器机油温度可从8 c降至10 c，计算如下

3.4正确装配减速器

减速器装配必须正确闭合装配精度，其中装配方法、技术、零件加工精度、零件之间的接触质量、旋转零件之间的不平衡等。可能会影响组件精度，因此必须检查和控制以下过程:首先，必须根据绘图正确参照组件。根据减速器装配基准要求，选用科学合理的装配技术，对安装连接清洗检查、调整、校正等操作环节进行良好的质量控制。其次，必须为零件装配选择工艺，为不同零件装配工艺要求选择合理的尺寸链计算公式，以确保装配精度。

结束语

随着工程机械的不断发展，对环境适应性要求将越来越高，仍然是一个长期而复杂的过程，需要不断的完善与发展。（1）在产品设计与开发阶段需要开展环境适应性设计与试验，以保证能够满足规定的环境适应性要求，这样研发的产品才能设计定型。（2）在生产制造阶段，产品需要经过环境验收或例行试验才能够允许出厂。（3）合格的产品在运输、贮存和使用过程中，需要在规定的环境下保持完好的功能和性能，如果不能达到规定的功能和性能要求，应作为故障进行分析处理。

参考文献

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