工程机械使用减速机高温适应性分析

陈文举

山东瀚江环保科技有限公司 山东省济南市 250000

摘要：本文结合轮式起重机使用的减速机环境适应性实例分析，介绍了产品在高温环境下出现减速机制动密封损坏导致减速机功能失效故障的原因，通过产品改进结合试验验证，有效解决了减速机故障，提升了产品可靠性。

关键词：减速机；环境适应性；可靠性；轮式起重机

引言

在工程机械减速机在使用过程中，过早地出现了振动、噪声等，影响了正常的使用。为了解决这一问题，技术人员对该减速机进行了拆解，发现二级行星齿轮存在齿面磨损及塑性变形的问题。在此情况下，只能更换二级行星轮。为了从根源上解决齿轮失效的问题，对该失效齿轮进行了一系列的检验与分析，包括成分分析、金相检验、力学性能分析等。

1问题的提出

通过售后数据分析，起重机产品在海外高温地区出现卷扬减速机、回转减速机制动器功能失效故障较高，拆检发现减速机主要问题为齿轮油和制动器液压油混油乳化、密封圈有明显磨损、摩擦片存在磨损等。故障产品在国内有较高的市场保有量，且国内市场极少出现该故障。很显然，在国内成熟的产品不能满足海外高温地区的使用工况需求。

2工程机械使用减速机高温适应性建议

2.1强调齿轮的安装精度

根据工程机械设备的使用状况，在减速机齿轮安装中，需要确定以下安装方案：第一，合理选择材料。在工程机械项目的减速机齿轮安装中，需要科学选择材料，根据设备材料的强度、韧性以及工艺特点等，总结选择齿轮材料，以增强工程机械齿轮的承载能力。如，在Ni-Cr以及Ni-Cr-Mo的合金掺碳钢的材料选择中，其材料主要以钢材为主，并按照设备的工艺结构特点以及模数状态，增强齿轮的稳定性，并有效延长设备的使用寿命。第二，热处理技术。在工程机械减速机齿轮安装中，当采用热处理工艺时，可以更好的改善齿轮材质，而且也可以更好的提高设备材料硬度，避免齿轮面局部过载问题，增强齿轮路面的抗剥落能力。第三，修复。在齿轮安装中，为了保证材料的强度及硬度，需要按照磨光机整合需求，落实热处理处理工艺，以更好的增强齿轮硬度及强度。

2.2减速机改进

2.2.1工艺提升

活塞外圆、固定座内腔与星型密封圈接触位置原为磨削加工，粗糙度大Ra0.4左右，为了获得更好地表面粗糙度，分别增加其他3种加工工艺，并采用粗糙度仪进行最终的粗糙度对比，如表1所示，最终确定选用C工艺。

表1 不同加工工艺粗糙度对比

2.2.2设计改进

通过查阅各类介质中不同材质密封允许的最高恒定温度，结合海外现场高温环境要求，将星型密封圈材料由丁晴橡胶（NBR）更改为氟橡胶（FKM）（通过表1可知：FKM材料在齿轮油与液压油中的最高使用温度均为150℃）。

2.2.3效果验证

试验内容：选用2台活塞和固定座，密封工作表面采用C工艺方案加工，检测粗糙度达到Ra0.12以下，更换FKM材料的星型密封圈。装配后进行台架试验（车间温度约45℃），持续不间断的对减速机进行加载，使减速机温度达到90℃，制动器开启次数为60000次左右。试验结束后对减速机进行拆解，检查相关零件状态。试验结果：试验完成后拆解发现，密封圈无明显磨损，密封圈附着的液压油未发黑，无细小颗粒，未发现制动液泄漏。市场跟踪：通过更换改进后减速机产品，该市场再无同类故障发生。

2.3增强齿轮机的润滑度

结合齿轮设备的运用特点，通过有效润滑方案的落实，可以降低齿轮故障，因此，在有效润滑方案调整中需要做到：第一，保证机械齿轮的合理润滑，在机械设备使用中，通过良好润滑的控制，可以降低设备零件的磨损程度，如，在低速传动其使用中，通过黏度大润滑油的使用，可以增强传动设备的使用效果，而且也可以满足机械减速机齿轮的运用需求。第二，定期更换润滑油的过程中，可以避免油脂变速加快齿轮的磨损状态。在齿轮机使用中，为了保证设备的润滑度，需要在防止设备疲劳的角度出发，通过供油量的科学控制，增强齿轮机使用的稳定性。需要注意的是，在齿轮机供油量增加的情况下，会出现啮合挤压的问题，这种现象会在局部产生压力，增大设备的接触应力。而且，在润滑油较多的情况下，高压作用会增加裂缝数量，导致疲劳点扩展，因此，为了在齿轮机使用中，为了提升设备的使用效果，需要充分考虑供油量问题，以更好的提升齿轮机的润滑性。第三，在减速机润滑方案调节中，通过润滑剂的科学运用，可以延长设备的使用寿命，避免重承载设备对减速机运行带来限制，所以，在具体的机械设备使用中，应该采用强制润滑的方法，使齿面以及轴承处于良好的运行状态，提高设备使用效率。

2.4调节齿轮减速箱温度

在机械齿轮运行中，不同类型中的设备结构存在差异，其中的减速箱作为重要的调节设备，在不同的工作环境下，会使齿轮减速箱的运行状态发生改变，对于相关的设备操作人员，在具体的设备调整中，需要根据机械减速机齿轮的特点，控制减速箱的外部环境及工作温度，避免温度对机械设备造成的影响，提升齿轮的运行及调整效果。通常情况下，在轮齿减速箱的温度调节中需要做到以下内容：第一，若设备维护人员忽视了对齿轮减速箱的温度维护，会引发设备的机械故障，因此，在对减速机的外部工作温度控制中，需要根据设备的运行状态，进行设备温度的控制，如，在齿轮变速箱上安装风扇或是散热器，但是，由于设备工作环境的特殊性，需要利用空调对设备的外部环境进行协调，以提高机械减速机的运行效率，保证齿轮减速箱的稳定运行。第二，应该注意的是，在齿轮减速设备的温度调节及控制中，设备维护人员需要仔细分析齿轮减速箱对内部呼吸设备的影响，当遇到箱体温度逐渐升高的问题，需要利用呼吸机调节箱体内外的空气状态，并将设备温度控制在合理的范围内，使机械减速机齿轮处于正常运行状态。

结语

本文针对起重机使用的减速机在海外高温地区遇到的密封损坏问题，进行了原因分析，提出了改进方法及举措，取得了很好的效果。随着工程机械的不断发展，对环境适应性要求将越来越高，仍然是一个长期而复杂的过程，需要不断的完善与发展。（1）在产品设计与开发阶段需要开展环境适应性设计与试验，以保证能够满足规定的环境适应性要求，这样研发的产品才能设计定型。（2）在生产制造阶段，产品需要经过环境验收或例行试验才能够允许出厂。（3）合格的产品在运输、贮存和使用过程中，需要在规定的环境下保持完好的功能和性能，如果不能达到规定的功能和性能要求，应作为故障进行分析处理。

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