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德國SIEMENS西門子減速機(jī)發(fā)展趨勢
20世紀(jì)70-80年代,世界上SIEMENS減速機(jī)技術(shù)有了很大的發(fā)展,且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用SIEMENS減速機(jī)的發(fā)展趨勢如下:
1、高水平、高性能:圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒,承載能力提高4倍以上,體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高;
2、積木式組合設(shè)計:基本參數(shù)采用優(yōu)先數(shù),尺寸規(guī)格整齊,零件通用性和互換性強(qiáng),系列容易擴(kuò)充和花樣翻新,利于組織批量生產(chǎn)和降低成本;
3、型式多樣化,變型設(shè)計多:擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式,增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機(jī)與SIEMENS減速機(jī)一體式聯(lián)接,多方位安裝面等不同型式,擴(kuò)大使用范圍。
促使SIEMENS減速機(jī)水平提高的主要因素有:
1、理論知識的日趨完善,更接近實際(如齒輪強(qiáng)度計算方法、修形技術(shù)、變形計算、優(yōu)化設(shè)計方法、齒根圓滑過渡、新結(jié)構(gòu)等);
2、采用好的材料,普遍采用各種合金鋼鍛件,材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高;
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理;
4、加工精度提高到ISO5-6級;
5、軸承質(zhì)量和壽命提高;
6、潤滑油質(zhì)量提高。
自20世紀(jì)60年代以來,中國先后制訂了JB1130-70《圓柱齒輪SIEMENS減速機(jī)》等一批通用SIEMENS減速機(jī)的標(biāo)準(zhǔn),除主機(jī)廠自制配套使用外,還形成了一批SIEMENS減速機(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠。全國生產(chǎn)SIEMENS減速機(jī)的企業(yè)有數(shù)百家,年產(chǎn)通用SIEMENS減速機(jī)25萬臺左右,對發(fā)展中國的機(jī)械產(chǎn)品作出了貢獻(xiàn)。
20世紀(jì)60年代的SIEMENS減速機(jī)大多是參照蘇聯(lián)20世紀(jì)40-50年代的技術(shù)制造的,后來雖有所發(fā)展,但限于當(dāng)時的設(shè)計、工藝水平及裝備條件,其總體水平與水平有較大差距。
改革開放以來,中國引進(jìn)一批先進(jìn)加工裝備,通過引進(jìn)、消化、吸收*技術(shù)和科研攻關(guān),逐步掌握了各種高速和低 速重載齒輪裝置的設(shè)計制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有較大提高,通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179-60的8-9級提高到GB10095-88的6級,高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4-5級。部分SIEMENS減速機(jī)采用硬齒面后,體積和質(zhì)量明顯減小,承載能力、使用壽命、傳動效率有了較大的提高,對節(jié)能和提高主機(jī)的總體水平起到很大的作用。
中國自行設(shè)計制造的高速齒輪減(增)速器的功率已達(dá)42000kW,齒輪圓周速度達(dá)150m/s以上。但是,中國大多數(shù)SIEMENS減速機(jī)的技術(shù)水平還不高,老產(chǎn)品不可能立即被取代,新老產(chǎn)品并存過渡會經(jīng)歷一段較長的時間。
由于減速機(jī)運行環(huán)境惡劣,常會出現(xiàn)磨損、滲漏等故障,zui主要的幾種是:
1、SIEMENS減速機(jī)軸承室磨損,其中又包括殼體軸承箱、箱體內(nèi)孔軸承室、變速箱軸承室的磨損;
2、SIEMENS減速機(jī)齒輪軸軸徑磨損,主要磨損部位在軸頭、鍵槽等;
3、SIEMENS減速機(jī)傳動軸軸承位磨損;
4、SIEMENS減速機(jī)結(jié)合面滲漏。
針對磨損問題,傳統(tǒng)解決辦法是補(bǔ)焊或刷鍍后機(jī)加工修復(fù),但兩者均存在一定弊端:補(bǔ)焊高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力無法*消除,易造成材質(zhì)損傷,導(dǎo)致部件出現(xiàn)彎曲或斷裂;而電刷鍍受涂層厚度限制,容易剝落,且以上兩種方法都是用金屬修復(fù)金屬,無法改變“硬對硬”的配合關(guān)系,在各力綜合作用下,仍會造成再次磨損。對一些大的軸承企業(yè)更是無法現(xiàn)場解決,多要依賴外協(xié)修復(fù)。當(dāng)代西方國家針對以上問題多使用高分子復(fù)合材料的修復(fù)方法,其具有*的粘著力,優(yōu)異的抗壓強(qiáng)度等綜合性能。應(yīng)用高分子材料修復(fù),可免拆卸免機(jī)加工既無補(bǔ)焊熱應(yīng)力影響,修復(fù)厚度也不受限制,同時產(chǎn)品所具有的金屬材料不具備的退讓性,可吸收設(shè)備的沖擊震動,避免再次磨損的可能,并大大延長設(shè)備部件的使用壽命,為企業(yè)節(jié)省大量的停機(jī)時間,創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價值。
而針對滲漏問題,傳統(tǒng)方法需要拆卸并打開減速機(jī)后,更換密封墊片或涂抹密封膠,不僅費時費力,而且難以確保密封效果,在運行中還會再次出現(xiàn)泄漏。高分子材料可現(xiàn)場治理滲漏,材料具備的*的粘著力、耐油性及350%的拉伸度,克服減速機(jī)振動造成的影響,很好地為企業(yè)解決了減速機(jī)滲漏問題。
SIEMENS減速機(jī)漏油的原因分析
1、SIEMENS減速機(jī)內(nèi)外產(chǎn)生壓力差:減速機(jī)運轉(zhuǎn)過程中,運動副摩擦發(fā)熱以及受環(huán)境溫度的影響,使減速機(jī)溫度升高,如果沒有透氣孔或透氣孔堵塞,則機(jī)內(nèi)壓力逐漸增加,機(jī)內(nèi)溫度越高,與外界的壓力差越大,潤滑油在壓差作用下,從縫隙處漏出。
2、SIEMENS減速機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理
1)檢查孔蓋板太薄,上緊螺栓后易產(chǎn)生變形,使結(jié)合面不平,從接觸縫隙漏油;
2)SIEMENS減速機(jī)制造過程中,鑄件未進(jìn)行退火或時效處理,未消除內(nèi)應(yīng)力,必然發(fā)生變形,產(chǎn)生間隙,導(dǎo)致泄漏;
3)箱體上沒有回油槽,潤滑油積聚在軸封、端蓋、結(jié)合面等處,在壓差作用下,從間隙處向外漏;
4)軸封結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。早期的減速機(jī)多采用油溝、氈圈式軸封結(jié)構(gòu),組裝時使毛氈受壓縮產(chǎn)生變形,而將結(jié)合面縫隙密封起來。如果軸頸與密封件接觸不十分理想,由于毛氈的補(bǔ)償性能極差,密封在短時間內(nèi)即失效。油溝上雖有回油孔,但極易堵塞,回油作用難以發(fā)揮。
3、加油量過多:減速機(jī)在運轉(zhuǎn)過程中,油池被攪動得很厲害,潤滑油在機(jī)內(nèi)到處飛濺,如果加油量過多,使大量潤滑油積聚在軸封、結(jié)合面等處,導(dǎo)致泄漏。
4、檢修工藝不當(dāng):在設(shè)備檢修時,由于結(jié)合面上污物清除不*,或密封膠選用不當(dāng)、密封件方向裝反、不及時更換密封件等也會引起漏油。
治理SIEMENS減速機(jī)漏油的對策
1、改進(jìn)透氣帽和檢查孔蓋板:減速機(jī)內(nèi)壓大于外界大氣壓是漏油的主要原因之一,如果設(shè)法使機(jī)內(nèi)、機(jī)外壓力均衡,漏油就可以防止。減速機(jī)雖都有透氣帽,但透氣孔太小,容易被煤粉、油污堵塞,而且每次加油都要打開檢查孔蓋板,打開一次就增加一次漏油的可能性,使原本不漏的地方也發(fā)生泄漏。為此,制作了一種油杯式透氣帽,并將原來薄的檢查孔蓋板改為6 mm厚,將油杯式透氣帽焊在蓋板上,透氣孔直徑為6 mm,便于通氣,實現(xiàn)了均壓,而且加油時從油杯中加油,不用打開檢查孔蓋板,減少了漏油機(jī)會。
2、 暢流:要使被齒輪甩在軸承上多余的潤滑油不在軸封處積聚,必須使多余的潤滑油沿一定方向流回油池,即做到暢流。具體的做法是在軸承座的下瓦中心開一個向機(jī)內(nèi)傾斜的回油槽,同時在端蓋直口處也開一缺口,缺口正對回油槽,這樣多余的潤滑油經(jīng)缺口、回油槽流回油池。
3、改進(jìn)軸封結(jié)構(gòu)
1)輸出軸為半軸的減速機(jī)軸封改進(jìn):帶式輸送機(jī)、螺旋卸車機(jī)、葉輪給煤機(jī)等大多數(shù)設(shè)備的減速機(jī)輸出軸為半軸,改造較方便。將減速機(jī)解體,拆下聯(lián)軸器,取出減速機(jī)軸封端蓋,按照配套的骨架油封尺寸,在原端蓋外側(cè)車加工槽,裝上骨架油封,帶彈簧的一側(cè)向里?;匮b時,如果端蓋距聯(lián)軸器內(nèi)側(cè)端面35 mm以上,則可在端蓋外側(cè)的軸上裝一個備用油封,一旦油封失效,即可取出損壞的油封,將備用油封推入端蓋,從而省去了解體減速機(jī)、拆連軸器等費時費力的工序。
2)輸出軸為整軸的減速機(jī)軸封改進(jìn):整軸傳動的減速機(jī)輸出軸無聯(lián)軸器,如果按照2.3.1方案改造,工作量太大也不現(xiàn)實。為減少工作量、簡化安裝程序,設(shè)計了一種可剖分式端蓋,并對開口式油封進(jìn)行了嘗試。可剖分式端蓋外側(cè)車加工槽,裝油封時先將彈簧取出,將油封鋸斷呈開口狀,從開口處將油封套在軸上,用粘接劑將開口對接,開口向上,再裝上彈簧,推入端蓋即可。
4、采用新型密封材料:對于減速機(jī)靜密封點泄漏可采用新型高分子修復(fù)材料粘堵。如果減速機(jī)運轉(zhuǎn)中靜密封點漏油,可用表面工程技術(shù)的油面緊急修補(bǔ)劑粘-高分子25551和90T復(fù)合修復(fù)材料來堵,從而達(dá)到消除漏油的目的。
5、認(rèn)真執(zhí)行檢修工藝:在減速機(jī)檢修時,要認(rèn)真執(zhí)行工藝規(guī)程,油封不可裝反,唇口不要損傷,外緣不要變形,彈簧不可脫落,結(jié)合面要清理干凈,密封膠涂抹均勻,加油量不可超過油標(biāo)尺刻度。
6、擦拭:減速機(jī)靜密封點通過治理,一般是可以達(dá)到不滲不漏的,但動密封點由于密封件老化、質(zhì)量差、裝配不當(dāng)、軸表面粗糙度高等原因,使得個別動密封點仍有微小滲漏,由于工作環(huán)境差,煤塵粘到軸上,顯得油乎乎一片,所以需要在設(shè)備停止運轉(zhuǎn)后,擦拭軸上的油污。
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