方鵬

1 引言

我公司2號輥磨為德國進(jìn)口萊歇磨，主要用于生產(chǎn)礦渣微粉，減速機(jī)采用弗蘭德品牌，型號為：KMPP651，其結(jié)構(gòu)為一級傘齒加兩級行星傳動。2013年3月9日，該減速機(jī)因功率過高報(bào)警，而且潤滑系統(tǒng)回油溫度急劇升高，晚上23：25減速機(jī)潤滑站過濾器壓差高報(bào)警，整個系統(tǒng)跳停。當(dāng)我們檢查過濾器濾網(wǎng)時發(fā)現(xiàn)有大量的黃色銅屑，經(jīng)化驗(yàn)銅屑成分為CuAl10Ni，我們查閱設(shè)備圖紙推測該合金來自二級行星輪中的銅瓦。經(jīng)過咨詢，弗蘭德專家給出了同樣的判斷，并提供了具體的解決方案。隨后，我們按照弗蘭德公司出具的方案對該減速機(jī)進(jìn)行了搶修。目前該減速機(jī)運(yùn)行接近兩個月且效果良好?，F(xiàn)將具體原因、修復(fù)方案及預(yù)防措施簡單描述。

2 原因分析

圖1 推力瓦燒蝕

圖2 銅瓦裂紋

圖3 銷軸開裂

該減速機(jī)自2008年2月份開始使用，到現(xiàn)在已運(yùn)轉(zhuǎn)5年多，運(yùn)轉(zhuǎn)率接近90%，因此設(shè)備或多或少存在老化問題，尤其是里面的合金瓦，由于自身硬度較低，一旦潤滑不良很容易造成損傷。在拆檢減速機(jī)時發(fā)現(xiàn)二級行星有一個行星輪堆積了大量的合金，且無法轉(zhuǎn)動，證明我們的判斷正確。在對該行星輪拆檢中發(fā)現(xiàn)了以下三個問題：（1）兩側(cè)的推力瓦嚴(yán)重?zé)g熔化（圖1）；（2）銅瓦處存積了大量油泥并將潤滑油道堵塞，而且銅瓦整個開裂、軸向延展接近30mm（圖2）；（3）銷軸局部裂紋（圖3）。

根據(jù)以上損壞分析，銅瓦潤滑油孔堵塞之后，造成銅瓦急劇升溫，溫度升高到一定程度使得銅瓦受熱開裂并且膨脹延展，最終與兩側(cè)的推力瓦接觸，推力瓦受到擠壓以后迅速升溫最終燒蝕，銷軸因此承受較大的扭矩及高溫，造成裂紋。

3 處理方案

推力瓦、銅瓦、銷軸的方案為按照尺寸重新制作備件。但在檢測齒輪時發(fā)現(xiàn)其內(nèi)孔圓柱度較差以至于變成橢圓，而且表面硬度下降，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于圖紙要求（HRC55+5）。我們聯(lián)系弗蘭德公司欲購買該齒輪，對方回復(fù)該齒輪需要德國進(jìn)口，加工周期為6個月，而且為保證齒輪嚙合，建議6個齒輪一起更換。此時，我公司銷售正處于旺季，該輥磨每天生產(chǎn)3000t微粉，停機(jī)6個月對我們的損失可想而知。我們聯(lián)系弗蘭德總部專家要求給出整改方案。對方經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算給出如下方案：擴(kuò)大齒輪內(nèi)孔直徑，再加一個過渡套，從而保證齒輪的硬度及裝配要求（圖5）。

3.1 過渡套材料選擇

過渡套材料采用42CrMo。該材料強(qiáng)度、淬透性高，韌性好，淬火時變形小，高溫時有高的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度，用于制造要求強(qiáng)度更高和調(diào)質(zhì)截面更大的鍛件。

3.2 處理工藝

（1）鍛打：目的是減小殘留夾雜物的尺寸，使其成分趨于均勻，組織趨于致密，細(xì)化晶粒，改善鋼的性能。

（2）粗車：單邊留4mm加工余量。

（3）著色探傷：目的是檢查工件是否有損傷，從而保證下一道工序順利進(jìn)行。

（4）完全退火：目的是使工件的內(nèi)部組織全部進(jìn)行重結(jié)晶，通過完全退火來細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，同時降低硬度，便于切削加工，并為加工后零件的淬火作好組織準(zhǔn)備（圖6）。

圖4 二級行星輪結(jié)構(gòu)圖

圖5 齒輪處理圖

圖6 退火工藝曲線

具體過程：零件在爐溫＞800℃裝爐，立即通入甲醇：50～60ml/min、氮?dú)猓?～6m3/h；溫度升到850℃之后甲醇：35～45ml/min、氮?dú)猓?m3/h；保溫120min后隨爐冷降溫至650℃，停甲醇，氮?dú)猓?m3/h；降溫至550℃時出爐空冷。

（5）半精車：單邊0.75mm，從而滿足下一步淬火的淬硬層＞0.5mm的要求。

圖7 高頻淬火

（6）高頻淬火（圖7）：該套由于工作面是套的內(nèi)孔及兩個端面，硬度要求HRC58-62，淬硬層＞0.5mm。因此，選擇高頻淬火，這樣既能局部熱處理，同時也滿足硬度要求。另外，高頻淬火時工件的冷卻至關(guān)重要，為保險(xiǎn)起見采用淬火液進(jìn)行冷卻；感應(yīng)器距離工件的位置也非常重要，離得太近容易造成感應(yīng)器受熱，堵塞冷卻水溢流孔，離得太遠(yuǎn)影響熱功率的傳遞，一般控制在3～5mm。

（7）精車外圓及內(nèi)孔：外圓最終尺寸為?330t6，內(nèi)孔最終尺寸為? 330H6，這樣保證外圓與齒輪內(nèi)孔過盈配合，過盈量控制在0.2～0.3mm；內(nèi)孔與銅套間隙配合，間隙控制在0.1～0.12mm。

（8）精車端面：將過渡套與齒輪進(jìn)行冷裝之后，對過渡套的端面進(jìn)行精車，要求兩個端面與內(nèi)孔垂直度，圓跳度誤差控制在0.02mm以內(nèi)。

目前，該減速機(jī)已恢復(fù)生產(chǎn)兩個月，二級行星振動值3～5mm/s，輥壓9.0MPa，比表面積 440m2/kg，磨機(jī)產(chǎn)量也逐漸恢復(fù)到150t/h，運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好。

4 采取的措施

4.1 加強(qiáng)設(shè)備巡檢并采用先進(jìn)的檢測工具

該減速機(jī)恢復(fù)生產(chǎn)之后，我們加強(qiáng)了巡檢力度，購買了先進(jìn)的在線巡檢儀，它不僅能對減速機(jī)振動進(jìn)行檢測形成趨勢圖，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及保存，這樣我們就能夠通過趨勢圖來推斷減速機(jī)運(yùn)行狀況。

4.2 加強(qiáng)油品檢測

目前，我們每個月都要對潤滑油進(jìn)行檢測，項(xiàng)目有粘度、機(jī)械雜質(zhì)、水分、污染等級等，通過對油樣的檢測，可以隨時掌握減速機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，保證了潤滑的可靠性。

4.3 提高磨機(jī)操作水平

喂料粒度控制在80mm以內(nèi)，這樣既能保證碾磨料層厚度避免磨機(jī)振動，又能提高研磨效率；另外，加強(qiáng)選粉機(jī)轉(zhuǎn)速、喂料量、熱風(fēng)控制的調(diào)整，從而保證磨機(jī)穩(wěn)定順行。

4.4 選用材質(zhì)較好的濾芯

弗蘭德KMPP651減速機(jī)內(nèi)部全部為滑動軸承，對潤滑油的潔凈度要求比較高，一旦有異物進(jìn)入很容易造成油道堵塞。因此，濾芯的選用至關(guān)重要，我們現(xiàn)在選用的是力士樂25μm濾芯，使用效果很好。

5 結(jié)語

輥磨的穩(wěn)定運(yùn)行對減速機(jī)的使用壽命至關(guān)重要，減少輥磨運(yùn)行的振動值，有利于減速機(jī)提高使用壽命；另外，定期檢測減速機(jī)各個軸瓦部位的振動，并且定期對潤滑油進(jìn)行檢測及檢查過濾網(wǎng)上有無雜質(zhì)，對提高減速機(jī)的穩(wěn)定順行也至關(guān)重要。

[1]任永剛,張浩云,等.輥磨減速機(jī)斷齒原因分析及處理[J].水泥技術(shù),2011,（01）：48-52.