YJS-JA係列減速機故障案例與潤滑策略的改進知識
YJS-JA係列減速機故障案例與潤滑策略的改進知識
摘 要：介紹了YJS-JA係列減速機故障的一個案例，分析了發生故障的原因，指出了采取的特殊潤滑對策。這個案例可以證明，潤滑油的選用需要綜合考慮減速機具體的工作狀況，同時，采用特殊的潤滑方式，在某些場合下是適用的而且是十分有效的。
引言
潤滑工作在機械零件的運轉當中起著相當重要的作用。日本機械振興協會在一次調查中對14種原因的645起故障進行了統計分析，從分析結果中可以看到，因潤滑不良而導致的事故有166次，占25.7%；潤滑方法不當導致的事故有92次，占14.3%。總的來看，與潤滑因素相關的故障高達40%，可見潤滑工作是多麽重要。本文分析的某工廠的一個案例，更證明了潤滑工作的重要性，以及潤滑油品、潤滑方式在其中起到的重要作用。
1、YJS-JA係列減速機工作方式及技術參數
1.1YJS-JA係列減速機結構及參數
某工廠封接爐主驅動減速機肩負著驅動長達68.2m的整條爐體的網帶任務，它采用懸掛扭力臂形式，此驅動係統的實物照片如圖1所示。
圖1 封接爐主驅動係統(俯視)
圖2為封接爐主驅動係統的裝配圖。此驅動係統由電機、減速機、扭力臂、縮緊套式連軸器和橡膠滾筒組成。電機旋轉驅動減速機運轉，減速機的扭力由固定扭力臂的爐體結構框架平衡，同時減速機輸出轉矩通過縮緊套式連軸器驅動橡膠滾筒旋轉，從而使整條網帶運轉起來。電機轉速為1425r/min；減速機型YJS-JA係列行星齒輪減速機，減速機為5級減速，總速比為8966∶1。
1－電機；2－減速機；3－扭力臂；4－縮緊套式連軸器；5－橡膠滾筒
圖2 主驅動係統裝配圖
1.2YJS-JA係列減速機驅動係統特點從減速機的安裝結構和工作參數要求上可知，減速機所具有如下特點：
(1)結構緊湊。它的懸掛安裝方式大大地減小了與驅動部件的連接尺寸，同時也省去了其他安裝方式(如地腳固定)所需要的地基和地腳聯接結構。
(2)安裝方便。由於選用的懸掛方式，通過機械加工零件之間的配合實現聯接，免除了齒輪齧合、鏈條驅動係統所需要的機械調整工作。同時，機械配合保證了安裝精度。
(3)減速比大。為了實現小功率電機驅動大負載，選用了大速比的減速機，速比高達8966∶1，這樣大的速比是通過5級減速來達到的。
(4)輸出轉速小。封接爐正常的網帶速度為200mm/min～500mm/min，這樣的網速所對應的減速機輸出轉速為0.09r/min～0.22r/min。轉速的這種變化是通過電機變頻器控製實現的。
1.3YJS-JA係列減速機的潤滑要求
(1)塞堵的位置要正確。通氣塞要安裝到頂部，放油塞(帶有磁性)安裝在底部，對於水平安裝的減速機來說油位塞安裝在減速機的中部。
(2)保證油位的正確。對於水平安裝的減速機，油位應該在油位塞處。加油時油位塞打開，當潤滑油從油位塞孔流出時加油結束，這時的油位屬正常油位。
(3)適時更換潤滑油密封。對於停止不用的減速機，若放置超過6個月，在重新安裝使用時必須更換油封。
(4)選擇正確的潤滑油。選用潤滑油時應綜合考慮實際使用設備的工廠條件和機械設備製造廠商說明書指定或推薦的以及潤滑油製造廠商規定或推薦的油品。潤滑油的黏度和閃點、油品的等級都是非常重要的技術參數，都是需要考慮的內容。對於這台減速機，製造廠家推薦某品牌OMALA150潤滑油。
(5)重視第一次換油時間。減速機製造完成後投入使用，其內部的齒輪、軸承等機械部件間相互磨合，會產生鐵屑。盡管減速機的放油塞帶有磁性，但是在磨合初期，會產生大量的鐵屑，這些鐵屑超過一定數量後，放油塞(磁性)也不能將它們全部吸附。這時，一些鐵屑隨著潤滑油的攪動而不斷流入到齒輪等運動部件的齧合間隙當中，這些堅硬的鐵屑充當了磨料，加速了齒輪、軸承等的磨損速度。一般要求第一次換油時間應該在投入使用的50工作小時到100工作小時之間，對於連續工作的減速機，也就是2d～5d內。
(6)確保正確的換油操作步驟。在放油時，首先要確認減速機已經斷電，處在停機狀態。放油操作最好選擇在減速機剛剛停下來，內部的潤滑油還處在溫熱狀態時。這時的潤滑油黏度較小，流動性較好，容易將內部鐵屑等磨料帶出。加入新潤滑油前，最好使用推薦的礦物油清洗減速機內部。
(7)定期檢查油位。建議每周對減速機油位檢查一次。盡管各種塞堵都有密封圈，但也不可避免在特定情況發生潤滑油泄漏，這種泄漏可能是很不明顯的滲漏，如果長時間持續這種滲漏，而技術人員又沒有發現的話，不斷降低的油位就會給減速機的壽命帶來嚴重的影響。
2、故障過程及原因分析
四年前，該爐體網帶的主驅動減速機發生了嚴重故障，給工廠造成了巨大損失。
2.1故障過程
在發生故障前3個月左右，曾經更換過潤滑油。事後據維修工回憶，當時看到潤滑油顏色變深，油內有金屬光澤的碎屑顆粒，但是沒有引起負責工程師的重視。故障前，減速機內曾發出明顯異響，至故障發生有一天左右時間，但調機員沒有將發現的問題及時向上匯報。故障時，爐內整個網帶停運。重新啟動，減速機內有異響，電機頻繁跳閘。根據減速機內發出異響的現象，首先認定減速機出現了故障。放掉減速機內潤滑油，潤滑油顏色發黑，有大量金屬碎屑沉澱物。對減速機解體檢查，發現減速機第五級行星齒輪已嚴重損壞(如圖3所示)，大量金屬碎屑已經造成齒輪齧合部位有些齒尖崩斷(如圖4所示)，同時也能看到齒麵上金屬擠壓後產生的光亮變形表麵。
2.2原因分析
工程師通過電話與封接爐供應商進行了探討，經過認真分析，初步得出結論，認為這次故障的主要原因是由於第五級行星齒輪機構沒有得到充分的潤滑，所以首先導致了軸承磨損，滾子脫落，脫落的金屬滾子被擠壓到齒輪齧合縫隙當中，使減速機造成了更大的損壞。為了進一步分析，將損壞的齒輪部件和潤滑油樣品寄送給供應商，事後的分析也得到了與初步分析同樣的結論。
2.3故障的處理
為了盡快恢複生產，從減速機的製造公司緊急將一套新的第五級行星齒輪機構空運到廠，並與其餘的四級齒輪機構組裝在一起。在停產7天之後，恢複了生產。
作為重要設備，該廠在事故之後又重新訂購了一套完整的減速機。在三個月之後的停機時間，將線上的減速機拆下作為備件，而將新到貨的減速機安裝到位。吸取了事故教訓，在新減速機上，對潤滑方式做了改進，采用了一些新的措施。
3、對策措施及潤滑方式的改進
3.1潤滑油的選擇
在潤滑油的參數指標中，“黏度”是其中重要的指標之一。雖然廠家對潤滑油給出了推薦，但廠家的推薦僅可作為參考，而不是推薦什麽油就選用什麽油[2]。
為了改善第五級驅動係統的潤滑效果，不再使用製造商推薦的某品牌OMALA150型潤滑油，而選用了黏度更高的同品牌OMALA320型潤滑油。表1為150型和320型潤滑油的各項參數指標，從“黏度”參數可以看到，在40℃下320型黏度提高了113%，在100℃下320型黏度提高了66%。
第五級齒輪處在減速機的輸出端，運行速度緩慢，負載量大。這種工作狀況下，黏度小的潤滑油將很難產生油膜，達到潤滑的目的。當滾動軸承不能進行正常潤滑時，就不能確保滾動軸承能在接觸應力下長時間地正常運轉，不能減少疲勞，更不能消除摩擦熱、降低軸承工作表麵溫度，從而造成軸承“燒傷”，增加了金屬間的摩擦，加重其磨損[3]。因此，選用黏度較大的320型潤滑油，將有利於形成油膜，對運行速度緩慢的第五級齒輪機構產生較好的潤滑效果。但是，黏度的增大，勢必在一級到四級轉速較大的齒輪機構中產生熱量。經過專家確認，320型潤滑油可承受90℃的高溫。
表1 兩種潤滑油的各項參數指標
3.2油位的變化
事故之前，根據YJS-JA係列減速機製造商提供的《減速機維修保養手冊》，潤滑油油位一直保持在減速機水平軸線位置(也就是中間位置)。中間油位，對於運行速度緩慢的第五級齒輪機構，很難將潤滑油甩到上部的運動部件的潤滑部位，不良的潤滑效果是導致此次事故的重要原理。事故之後，選用滿油位潤滑。在減速機頂部安裝了一個小油箱和一根排氣用油管，如圖5所示。這樣，減速機全部部件都浸潤在潤滑油當中，保證了潤滑的效果。
圖5 YJS-JA係列減速機滿油位潤滑
3.3潤滑油更換周期的選擇
對於新安裝的YJS-JA係列減速機，各個階段的潤滑油更換時間如表2所示。為了避免潤滑油的浪費，將第三次以後換下的潤滑油經過過濾小車的過濾後又用於其他非重要的潤滑場合。每次換油都遵循以下規定：
(1)放油必須在停機之後的20min之內完成，防止齒輪箱內懸浮物沉積和油質稠化，以便最大限度地將舊油放淨。
(2)放油之後要拆下齒輪箱下部的各個塞堵和主放油閥，清淨這些零部件，並使驅動裝置的各級齒輪箱中殘存的舊油能夠放出。
(3)加新油之前(尤其是第一次)，要用同牌號的潤滑油徹底清洗齒輪箱。不同牌號的潤滑油不能混用。
(4)加油和放油時注意不能將異物掉入齒輪箱中。新加入的潤滑油應保證潔淨。
(5)每周要檢查齒輪箱的油位，發現泄漏要及時向相關部門匯報。
(6)提取油樣送交化學實驗室進行化驗(檢測金屬顆粒含量)，並通知實驗室將結果送交相關部門。
(7)如果發現齒輪箱工作時有異常的聲音和振動，或者齒輪箱的溫度超過80℃，請立即停機查找原因並通知相關部門。
(8)認真執行、如實填寫表2所示的換油時間表，並將其貼在齒輪箱附近的牆上。
表2 潤滑油更換時間
4、結語
采用了改進的潤滑策略，並嚴格按照換油規程操作後，此減速機四年多一直運行正常，安全運行已經超過31000h。減速機第一級機構表麵溫度最高，在65℃左右，屬正常範圍。
從上述案例中，乐鱼官网可以得出這樣的結論：減速機的潤滑油、潤滑方式應該根據具體情況而定，不同的潤滑油、潤滑方式可以直接影響到減速機的使用壽命；製造廠家提供的潤滑油和潤滑方式可供參考，但絕對不能夠作為唯一的選擇。文案來源今日減速機