齿轮减速机的故障分析与维护保养

摘要：针对本厂常用齿轮减速机的保养维护进行探索总结，对出现的常见故障进行分析诊断并提出解决方法。

关键词：减速机、齿轮、故障、方法。

中图分类号：TG86

一、工作原理

减速机是一种动力传达机构，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。如下图

两级展开式圆柱齿轮减速机

简言之，一般机器的功率在设计并制造出来后，其额定功率就不会再改变，这时，速度越大，则扭矩（扭力）越小；速度越小，则扭矩（扭力）越大。有时我们为了得到更大的扭力，就需要用减速机把“原动机”如电动机的转速度降下来，从而得到大的扭力。

1、齿轮减速机的特点

齿轮减速机是在模块组合体系基础上设计制造，有极多的齿轮组合、安装形式和结构方案，传动比分级细密，满足不同的使用工况，实现了机电一体化。它不仅具有体积小、传递扭矩大，而且具备传动效率高，结构紧凑，传动比稳定，性能优越等特点。

2、齿轮减速器的常见故障分析及排除措施

齿轮减速器使用过程中可能出现的故障有：齿轮损坏，漏油，轴承部位过热、噪音大、减速机油池温度过高（高于70度），减速机异响，主动轴串轴，轴承碎裂等常见故障为例，现分析其产生原因，并制定处理措施。

3.1齿轮损坏

3.1.1断齿

a 齿轮折断分为疲劳折断和过载折断

齿轮转动在工作中，轮齿多次受交变载荷作用，在齿轮的危险剖面上作用着弯曲疲劳应力，在齿根处产生疲劳裂纹，在交变的弯曲疲劳应力的作用下，疲劳裂纹逐渐扩展，最终导致轮齿弯曲疲劳折断。

齿轮转动在工作中，齿轮受到短时过载或冲击载荷，或轮齿严重磨损而减薄，都会产生过载折断。

b 解决方法：增大齿根过渡圆角半径，尽可能减少被加工表面粗糙度数值，则可以降低应力集中的影响，增大轴及支撑的刚度，缓和齿面局部受载程度；使轮齿心部具有足够的韧性；在齿根处进行适当的强化处理，都可以提高轮齿的抗折断能力。

3.1.2 齿轮点蚀与剥落

原因分析 齿轮表面发生点蚀与剥落的原因主要是齿轮的抗疲劳强度不足所致。这种点蚀和剥落与磨损不同之处在于金属不是以微粒形式被磨损掉，而是以成块的形式发生剥落，造成齿面凹坑，严重地破坏了齿面的外形。齿面发生点蚀的主要原因有；

a 材质、硬度和缺陷。齿轮的材质不符合要求；影响齿轮接触疲劳强度的主要因素是热处理后的硬度较低，无法保证齿轮应有的接触疲劳强度。此外，齿表面或内部有缺陷，也是接触疲劳强度不够的原因之一。

b 齿轮的精度较差。齿轮加工和装配精度不符合要求。如齿轮精度，运动精度较差等，还有圆弧齿轮的壳体中心距误差太大。

c 油不符合要求。使用的油的牌号不对，油品的粘度较低，性能较差。

d 油温过高。油温过高，降低了油的粘度，破坏了性能，减少了油膜的工作厚度。

解决措施 提高齿面硬度，减少齿面粗糙度数值，尽可能采用大变位系数，增加油的粘度和减少动载荷，这样可以有助于防止齿面发生疲劳点蚀。

3.1.3 齿轮磨损

原因分析：①缺油； ②油中混有磨损下的金属屑，也将引起齿面磨损； ③齿轮材料不符合要求，造成非正常磨损；④齿轮有砂眼、气孔和疏松、球墨化不够等缺陷存在；⑤热处理硬度不够或没有进行热处理；⑥齿轮齿合精度、运动精度达不到要求。

解决措施：提高齿面硬度，降低表面粗糙度数值，保持转动装置和油清洁，保证充分，在油中加入合适的抗磨添加剂，在油箱中增加几个磁性体，利用磁性作用吸附液中的金属微粒，可减少液中的金属微粒含量。

3.2减速机漏油

3.2.1.原因分析：漏油方式有很多种，但最常见的是主动轴，从动轴头的密封处漏油，尤其是主动轴密封圈处漏油最严重，除以上几种情况，还有以下3个漏油部位。

⑴ 沿减速机合箱面处漏油；

⑵ 沿减速机上面的观察孔盖处漏油；

⑶ 沿减速机底部的放油孔处漏油。

个别减速机在组装合箱时，合箱面上留有铁屑使合箱面不严而漏油。合箱面漏油的原因除上述因素外，更重要的是减速机使用一段时间后，壳体发生变形，造成合箱面不平，贴合不紧而漏油。

观察孔盖处和放油孔处漏油，主要是固定螺栓没有完全拧紧或没有装密封垫片所致。

3.2.2.预防与改进措施

a 密封圈压盖采用易拆卸式结构；

b 密封圈采用开口结构；

c 输入轴轴承处回油孔适当加大；

d 对减速机壳体进行时效处理，可防止壳体变形，避免沿合箱面处漏油。目前有3种时效方法，一是自然时效，二是人工时效，三是振动时效。各厂可根据工厂条件进行选择和处理。

e 加大输出油的回油孔，可防止输出轴处漏油；

f在视孔盖处和放油孔处加密封垫，且拧紧螺栓；

g 组装减速机时，在减速机表面涂一层密封胶，可有效防止漏油；

h 减速机油温过高，不仅增加齿轮搅动油的功率损失，油飞溅严重导致漏油，而且导致油温不断升高，为此，使用时必须保持正常的油温。

3.3 轴承部位过热或轴承部位有噪音

3.3.1.原因分析：a 油不足 当的油位不足或者因为减速机漏油而不能标准的高度时就有可能引起减速机的轴承部位过热或者有杂音。

b轴承盖或者密封部分摩擦。轴承由于安装不正或者长期使用使轴承盖或密封部分与连接部分有摩损时，可能会使减速机轴承温度高或有杂音。

c 轴承损坏或者磨损。这些原因会使轴承温度高或有噪音。

d 斜齿轮键柄松旷。斜齿轮键柄松旷会引起齿轮与轴之间配合不紧致导致轴承过热或有杂音。

3.3.2.预防与排除方法

a 检查油位并加注油；b 拧紧轴承及联接部分的螺栓，检查密封件安装情况；c 如是间隙不合适，调整轴承间隙；d对于斜齿轮键柄松旷要及时处理。

3.4 油温过高

3.4.1. 原因分析

a 油不合格或使用过长； b 油过多； c 机件损坏，机件损坏包括齿轮点蚀严重、断齿或轴变形严重；d 箱体外部被杂物或者煤粉覆盖；e 冷却装置堵塞或失效。

3.4.2. 改进措施：a 更换油，去掉多余的油；b 仔细检查机件损坏位置及时修理或更换机件；c清除杂物或煤粉；d更换冷却装置或清除堵塞物。

3.5 减速机振动大

3.5. 1. 原因分析

a 地脚螺丝松动； b 联轴器损坏； c 电机螺丝松动；d 轴承磨损严重；e 齿轮损坏；f 轴承变形失去平衡。

3.5.2. 改进措施

a 紧固地脚螺栓；b 查找联轴器损坏部位和原因，并及时修复处理；c 紧固电机松动螺丝；d 更换轴承；e 更换齿轮；f 更换轴。

3.6 轴承碎裂

3.6.1. 原因分析 减速机轴承碎裂主要发生在主动轴轴承，主要原因是主动轴传动时，轴承内圈和滚子之间会产生轴向滑动，造成轴承内圈轴向传动，使内侧轴承滚子先损坏。

3.6.2. 排除方法 加大内圈与滚子之间的过盈量，或在轴承内圈的外侧加挡环，使其不得发生轴向滑动或选用更家适合的轴承。

四 减速机的使用维护与保养

减速机日趋大型化，低速、重载和高运转率的矛盾日益突出。大型减速机要求必须具备足够的承载能力和运行的可靠性，然而要实现这一点并非易事。它负荷重、制造精度高、检修难度大、费用高、周期长，对工厂的生产影响大。因此，切实搞好减速机的管理，提高维护水平，保持其良好的机械性能和正常运转，是设备管理的重点之一。

4.1 使用和维护

减速机正式使用前必须进行负荷试车。

⑴ 负荷试车前应该按油标位置添加油，用手转动，使输出轴旋转一周，必须灵活，然后空运转两个小时，应无不正常的噪音。

⑵ 负荷试车时应逐步加载满负荷，应平稳无冲击振动和漏油，确信无故障后将机内油倒掉或过滤后方可使用。

⑶ 试车过程中若有异常情况请及时查明原因，予以排除，并立即通知制造厂。

减速机运行半年应检修一次，以后应定期检查齿面有无点蚀、擦伤或胶合等缺陷，若缺陷面积沿齿长和齿高超过20%并继续发展应成对更换齿轮。

4.2 减速机的维护与保养

减速机的日常维护和保养主要是巡检有无渗油，及时检查箱内液位，情况是否良好，各处螺丝是否坚固完好，定期检查设备的温度情况，运行一段时间要用铅丝咬入齿轮的齿合位，以测磨损情况。油就是相当重要了。

齿轮采用油池和循环两种形式。油要定期检查更换，新安装的减速机第一次使用时，在运行了10天到15天是要及时更换新油，一般至少每半年更换一次，以后定期检查油的质量，在化验油质量时，在出现下列情况时，须立即更换油，一是油中异物含量超过2%，二是油中金属磨料超过0.5%，三是油中含水量超过2%。

轴承采用飞溅，但每次拆洗重装时，要加入适量的钙钠基脂。

六.总结

要使减速机高效运行，必须一是使其尽可能减少发生故障，二是定期检查维护保养，将其故障解决在萌芽之中。若发生了故障，在对现场详细观察分析，搞清楚故障情况，并保留故障遗留的实物和必要的检测情况记录，积极与制造厂家联系，认真细致地分析故障原因，在想方设法迅速恢复生产和力争把损失降到最小的原则指导下，根据实际情况制订切实可行的处理方案。

参考文献：

[1] 寇尊权.机械设计及课程设计. 长春：吉林科学技术出版社，1999

[2] 杨黎明.机械原理及机械零件. 北京：高等教育出版社，2000

[3] 尤春风.CATIA V5 机械设计.北京：清华大学出版社，2002.

[4] 王文斌.机械设计手册的减速器和变速器. 北京：机械工业出版社，2007