伞齿轮传动制粒锅的现状分析
制粒锅是陶粒砂生产线制粒系统的主要设备。目前,很多陶粒砂厂使用伞齿轮传动的制粒锅,其传动装置由电动机,减速机及一对大小伞齿轮、主轴零部件。
制粒锅的常见故障是大伞齿轮及主轴早期失效。由于制粒锅故障不仅影响产量而且还导致水泥烧成工艺性能波动有的厂处理时主要是报废失效的大伞齿轮及主轴、更换新备件,这种办法往往受到备件价格因素及维修时间长等困难的限制。且大多数情况是因零件的局部损坏而尚有继续使用价值或修复使用,报废实属浪费可惜。据了解,使用伞齿轮传动制粒锅的水泥厂,每年都可能遇到上述棘手难题。在长期的工作实践中,笔者通过对失效零件进行系统的分析,找出一些失效原因,并针对这些原因.提出预防失效的措施,和延长零部件使用寿命的途径,经过处理获得较好的效果,防止了类似故障的重复出现,大幅提高了设备的运转率。
1、问题现状
以我厂使用的QP35制粒锅为例。该机使用一年半约1万小时左右传动伞齿轮噪音及振动较大检查大伞齿轮的磨损情况.弦齿厚减薄量在l5%左右(极限值25%),小伞齿磨损量较轻。两齿面的啮合状况较好,而大伞齿轮内孔与其配合主轴轴颈出现片状及微细磨屑、严重时内孔段与碎片脱落、轴颈表层下开裂、内孔与轴颈间有明显摆动现象,其配合性质已破坏,不能保证系统的正常工作,使大伞齿轮及主轴早期失效。换上新的伞齿轮及主轴并加强维护,一年左右的时间再次发生类似事故已知制粒锅是国营大企业定型产品.主轴材料的45#钢经调质热处理,大伞齿轮材料为球墨铸铁,小伞齿轮材料为45#钢经齿面淬火热处理
2、失效分析
大小齿轮磨损主要由于大小伞齿轮为开式传动结构,在粉尘较大的恶劣环境中运行及润滑不良等原因造成.从而引起噪音和振动。大伞齿轮装配于主轴的最上端,主轴是一根悬臂轴,支承刚性较差,它不仅要传递扭矩,而且要承受较大弯矩,大小伞齿轮传动产生较大的载荷应力作用于大伞齿轮内孔及其配合的主轴轴颈原设计中大伞齿轮内孔与主轴轴颈考虑装配条件的限制选择间隙配合。
因此,大伞齿轮内孔及主轴轴颈由微振磨损引起接触疲劳磨损而早期失效。
3、改进措施
(1)因微振磨损的起因是微振及电化学腐蚀,故防止措施首先是加强紧配,使其不出现或减小微振。设计上增加接触面积以降低接触应力,将大伞齿轮内孔与主轴轴颈的公差配合为稍有过盈的过渡配合,使轴孔结合表面产生正压力,表现一定的紧固能力,来消除振动传递载荷,这种性质的配合对于装配拆卸也比较方便。
(2)为改善齿轮啮合状况,提高伞齿轮传动的工作平稳性及接触精度,应将大小伞齿轮的齿数比由现在的100:20改为100:21或100:19的齿数比,改变齿数后对制粒锅转速影响小。
(3)考虑大伞齿轮直径较大,为便于折装和检修设备,将其改为镶内套的组合式结构(即齿轮轮幅与内孔轮毂组合)。对于齿面尚有使用价值而内孔失效的大伞齿轮,亦可采用内孔镶套的简易修理措施,使废件再生,利于节约原材料、节省维修费用。
(4)大小伞齿轮齿面磨损严重影响使用时,可通过改变制粒锅转向,即改变大小伞齿轮的啮台面,也延长其使用寿命,并改善了大小伞齿轮及减速器的传动精度。
4、使用效果
QP35制粒锅,分别于93年底和94年初采取了上述技术措施进行改进后,明显排除了以往大伞齿轮及主轴早期失效的发生,使用寿命延长2倍以上,至今设备运转 正常,大幅度地提高的设备的运转率。每台设备年节约维修费用2万余元,并减轻了维修工作量,收到了较好的经济效益。
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