邹丽杰

（鞍山技师学院冶金分院，辽宁鞍山，114000）

　　摘　要：齿轮机座是轧钢机的主要传动设备，在轧钢生产中发挥了极为重要的作用。文章以轧机齿轮机座为研究对象，结合齿轮机座的工作特点，对其存在的主要故障，分析了产生原因并找到排除方法，为齿轮机座的维修提供有效的途径，并在此基础上为齿轮机座进行优化改造提供合理化建议。
　　关键词：轧机；齿轮机座；故障；排除；改造建议

　　作为轧钢机的主要传动设备，齿轮机座在轧钢生产中发挥了重要的作用。随着轧钢生产的迅速发展，钢材品种不断扩大，产量在增加，轧制速度不断提高，轧制负荷也在增大，这就要求轧机齿轮机座与不断变化的轧钢生产能力匹配，具有足够的承裁能力，并且能够长期安全可靠地工作。随着轧钢设备的运转，齿轮机座出现了一些故障，给工程技术人员和检修人员带来了压力和挑战，如果齿轮机座存在的问题不能迅速有效地排除解决，将会减少人字齿轮机座的寿命，延长检修时间，降低轧机能力，严重时停产，影响整套生产线上的生产。所以分析研究齿轮箱故障，找到原因及排除方法具有重要意义。
　　1　轧机齿轮机座特点
　　齿轮机座是轧钢机的主要传动设备，安装在减速机和连接轴中间，其用途是将减速机传递来的动力分配给上下传动轴，再通过传动轴带动轧辊转动，实现轧制。
　　齿轮机座不改变转速，用于将运动和力矩均匀传递给每个轧辊。齿轮是齿轮机座中Z重要的零件，为满足传动力矩大，传动平稳，无轴向力的需求，通常采用人字形齿轮，并且一般都设计成齿轮轴，所以齿轮机座又叫做人字齿轮座。整个齿轮机座是一个箱形体，箱体内一般有两或三个直径相同的人字齿轮轴。
　　2　齿轮机座主要故障分析与排除
　　齿轮机座主要零部件有：齿轮轴、箱体、轴承等。齿轮机座存在的主要故障有：齿轮箱声音振动异常、齿轮失效、轴承损坏等。
　　2.1机座声音异常
　　1）原因分析：在轧制生产中，齿轮机座超载运转，工作机有冲击载荷；齿轮齿面磨损或者齿轮制造质量不良；传动部件如联轴器，万向接轴等磨损后造成的间隙大；轴承损坏或磨损严重。人字齿面有粘附物；箱体内有杂物；润滑油变质等，这些都会使齿轮机座出现异常的声音。
　　2）排除方法：针对以上原因，逐项进行预防排除。在轧制工艺方面，按轧制工艺规程操作，严禁超载，禁止不合格原料进入轧机轧制，以避免冲击。在设备维修方面，要及时修理更换损坏的零件，及时调整传动部件的间隙，检查人字齿轮齿面并及时清理，更换损坏的轴承；排干减速器内变质的润滑油，清洗干净并清理杂物，更换符合要求的润滑油。
　　2.2振动大
　　1）原因分析：由于长期工作，齿轮机座与相邻部件的连接轴不对中及出现地脚螺丝松动的现象，会引起箱体振动；齿轮的加工精度低，齿轮轴刚度不足以及箱体变形等都会引起振动；齿轮出现的齿面磨损、点蚀甚至大面积剥落，增大了齿轮的振动，严重时会使齿轮箱体产生强烈振动。
　　2）排除方法：首先应该仔细检查连接的地脚螺栓是否有松动和损坏，齿轮箱与相邻部件连接轴轴线是否对中，对出现问题部位进行调整和加固，振动异常一般就可消除。由于齿轮和轴承失效引起的异常振动，轻者可以清洗轴承，清除进入轴承的异物，重者应该更换新的齿轮和轴承。
　　2.3齿轮失效
　　齿轮失效是造成齿轮机座故障的主要原因。
　　2.3.1齿面失效
　　生产实践表明，轧钢机所使用的齿轮机座中，齿轮破坏的主要形式表现为点蚀、磨损和塑性变形、胶合。
　　原因分析：在润滑油质量不合格或含有杂质，以及齿面接触应力超过材料的接触极限应力时，齿面产生点蚀，轮齿表面相互摩擦将引起磨损。点蚀会使齿面减少承载面积，引起冲击和噪音，严重时轮齿会折断。磨损会导致严重噪声和振动，Z终导致传动失效。
　　2）排除方法：更换磨损齿轮，更改润滑油。正确进行齿轮强度设计，选择好材质，保证热处理质量，选择合适的精度配合，提高安装精度，改善润滑条件等，是解决齿面疲劳的根本措施。适当改善润滑条件和及时排除干涉起因，调整传动件的参数，清除局部载荷集中，可减轻或消除胶合现象。
　　2.3.2轮齿折断
　　在轧机齿轮机座齿轮的破坏形式中断齿这种情况并不多见，但却是Z为严重，因为这会直接导致齿轮失效。
　　1）原因分析：在轧制生产中发生事故导致过载造成。如轧机工作时，有不符合轧制条件的原料进入轧机，使轧机负荷增加，齿轮超载工作。或由于齿轮的加工制造缺陷，如材质硬度不合格等造成齿轮自身质量问题。轴承磨损，也会造成载荷不均匀，造成齿轮局部磨损加剧。箱体变形，不能承受在轧机过钢瞬间产生的冲击负荷，更容易造成断齿现象。
　　排除方法：避免轧机超载，更换磨损严重的轴承，对变形严重的箱体纳入检修计划进行更换。
　　2.4轴承损坏
　　1）原因分析：轴承是齿轮机座中Z为重要的零件，故障频发，其失效常会引起齿轮机座灾难性的破坏。轴承在运转过程中，受交变载荷的反复作用，而在轴承上产生点蚀、表面剥落、裂纹等缺陷，使轴承失效，从而使齿轮副和箱体产生损坏，产生的磨损则使轴承的游隙增大，同时加剧了噪声和振动，降低了轴承的运转精度。
　　2）排除方法：在轴承的设计选型时，要充分保证润滑条件，按照操作规范进行安装和调试。在轴承运转的过程中，加强对轴承监控。另外还要随时检查润滑油的变化，保证轴承的润滑状态良好，发现出现异常立即停机处理。
　　3　改造建议
　　1）在多次轧机检修中检查，都发现人字齿轮表面点蚀严重，甚至在轧机上发生了因为齿面点蚀严重，导致齿轮轴报废的情况，那么在下一步的齿轮机座改造中，建议将现有齿轮的齿面硬度提高，来增强抗点蚀的能力。
　　2）如果经常出现断齿，建议将齿轮的材质由现有的材质改为高合金钢。因为对于低速重载齿轮来说，必须采用强度高并且具有良好的综合机械性能的高合金钢。
　　4　结论
　　从上述齿轮机座零部件损坏情况入手，针对齿轮机座主要的故障现象，分析故障原因并找到故障的排除方法，为齿轮机座的维修打下了基础，同时对存在的严重的故障，结合实际情况，提出了合理的改造建议。今后还要加强对轧机齿轮机座的技术研究，减少故障，进一步合理化改造，保障轧钢生产的顺利进行。
　　参考文献
　　[1]邹家祥.轧钢机械[M].冶金工业出版社，2007.
　　[2]机械工程师手册编委会.机械工程师手册[M].机械工业出版社，2007.

来源：《硅谷》2014年9期