工程机械减速机故障分析与维修

一、基础

1、减速机是一种动力传递机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。

2、减速机的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速机、蜗杆减速机和行星减速机以及它们互相组合起来的减速机；按照传动的级数可分为单级和多级减速机；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥一圆柱齿轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速机。

3、齿轮采用油池润滑和循环润滑两种形式。

4、润滑油应定期检查更换，新安装的减速机第一次使用时，在运转10－15天以后，须更换新油。以后应定期（2-3个月）检查油的质量状况，发现不符合要求时应立即更换，一般至少每半年换油一次。

二、简单分析

1、减速机齿轮点蚀与剥落由哪些原因？

答：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.齿轮精度较差。齿轮加工和装配精度不符合要求，如啮合精度、运动精度较差等。还有圆弧齿轮的壳体中心距误差太大。

c.润滑油不符合要求。使用的润滑油的牌号不对，油品的粘度较低，润滑性能较差。

d.油位过高。油位过高，油的温升高，降低了润滑油的粘度，破坏了润滑性能，减少了油膜的工作厚度。

2、减速机串轴原因

答：a.是由于断齿使输入轴失去轴向约束而发生串轴。

b.是中间轴上的从动齿轮与轴紧固不牢所致。在实际传动中，往往由于从动齿轮与中间轴之间的过盈量不够，从动齿轮相对中间轴产生轴向串动，进而使输入轴发生轴向串动。因此，过盈量不够是造成减速机串轴的主要原因。

c.减速机的转向对串轴也有一定的影响。

3、减速机油温过高的原因

答：a.润滑油不合格或使用时间过长。

b.润滑油过多，不利于齿轮箱内机构散热。

c.机件损坏。机件损坏包括齿轮点蚀严重，断齿，轴承保持架、内外圈、滚珠损坏以及轴承抱死或轴变形严重；

d.箱体外部被杂物或灰尘覆盖。当减速机周围堆放东西或机体表面长期没有清理时，有可能因杂物或灰尘的覆盖导致减速机散热不完全以致使油温升高；

e.冷却装置堵塞或失效。冷却装置同减速机一样置于灰尘较大的厂房中，如果长期工作而未清理内部的管路造成冷却装置堵塞或冷却装置坏掉时，都会引起减速机油温升高；

4、平常的维护保养及故障

平常的维护保养主要是：

1.安装时的调整和试车；2.定期检查、高温点检和油质化验；3.定期补油和换油。

常见的故障主要有：

1.减速机振动大;2.有杂音；3.油温高；4.漏油；5齿轮损坏；6串轴；7轴承碎裂。

三、减速机的维护保养

1.安装和调整

a.为保障减速机装配精度，安装时不必开机，不破坏密封填胶，可通过开启视油盖检查或用煤油（柴油）侵洗齿轮表面防锈脂。

b.减速机和电机或主机等联接件之间采用弹性连轴器也可采用齿轮连轴器或其他非刚性连轴器。

c.减速机应安装平稳牢固，底座调整垫片必须堑实（选用钢垫）。和联接件的同轴度偏差不得大于所用连轴器的允许值。

d.检查箱体各密合面螺栓是否松动，如有松动重新紧固。

2.使用和维护

a.减速机正式使用前必须进行负荷试车。

b.负荷试车前应该按油标位置添加润滑油，用手转动，使输出轴旋转一周，必须灵活，然后空运转两小时，应无不正常的噪音。

c.负荷试车时应逐步加载至满负荷（有条件时应按25％、50％、75％、100％分四个阶段加载），每个阶段运转的时间不少于2小时，应平稳无冲击振动和漏油，确信无故障后将机内润滑油放掉或用200目过滤网将油过滤后方可使用。

d.试车过程中如有异常情况应查明原因，予以排除，并立即通知制造厂。

e.减速机运行半年应检修一次，以后应定期（每周）检查齿面有无点蚀、擦伤、胶合等缺陷，若缺陷面积沿齿长和齿高方向超过20％，并继续发展应更换齿轮副。

3.润滑 

a.齿轮采用油池润滑和循环润滑两种形式，按设备说明选用润滑油，软齿面、中硬齿面减速机采用：N100～150，硬齿面及行星减速机采用：N220～320。

b.润滑油应定期检查更换，新安装的减速机第一次使用时，在运转10－15天以后，须更换新油。以后应定期（2-3个月）检查油的质量状况，发现不符合要求时应立即更换，一般至少每半年换油一次。在化验油质量时，若遇到下列情况之一必须及时换润滑油：

—润滑油中异物含量超过2%；

—润滑油中金属磨料超过0.5%；

—润滑油中含水量超过2%；

c.减速机的日常维护保养主要是巡检有无渗油，及时检查箱内液位，润滑情况是否良好，各处螺丝是否坚固完好，定期检查设备的温度情况，运行一定时间要用铅丝咬入齿轮的啮合位，以测齿磨损情况。

四、减速机常见故障分析与排除措施

减速机使用过程中可能出现的故障有：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、主动轴窜轴、轴承碎裂、齿轮损坏等，现分析其产生原因 及预防措施。

1.减速机漏油

原因分析：

漏油方式有多种，但最常见的是主动、从动轴头的密封处漏油，尤其是主动轴密封圈处漏油最为严重。除上述几种情况外，还有以下3个漏油部位。

a.沿减速机合箱面处漏油；

b.沿减速机上面的视孔盖处漏油；

c.沿减速机底部的放油孔处漏油；

视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。

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发生漏油。合箱面漏油的原因，除上述因素外，更重要的是减速机经过一段时间使用之后，壳体发生变形，造成合箱面不平，贴合不紧而发生漏油。

预防及排除方法：

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要适当加大。

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，一是自然失效；二是人工时效；三是振动时效。可根据实际条件进行选择和处理。

e.在减速机底座的合箱面上铸造出或加工出一条环形油槽，且有多个回油孔与环形油槽连通。在减速机工作时，一旦有油渗入合箱面，将会进入环形油槽，再经回油孔流入油箱内，润滑油不会沿合箱面漏到减速机壳体外面。

f.组装减速机时，在合箱面上涂一层密封胶（如D05硅橡胶密封胶），可有效地防止合箱面处漏油。

g.减速机油位过高，不仅增加齿轮搅动油的功率损失，润滑油飞溅严重增加漏油机会，而且还导致油温不断升高，特别是夏季，环境温度高，会使油温增加，润滑油粘度下降，降低润滑性能，增加油的流动性和漏失量，直接影响齿轮和轴承的润滑，降低使用寿命。为此，在使用时必须保持正常的油位高度。

h.在视孔盖处和放油孔处加装密封垫，且拧紧螺栓。

l.加大输出轴的回油孔，可防止输出轴漏油。

j.改进透气帽和检查孔盖板。减速机内压大于外界大气压是漏油的主要原因之一，如果设法使机内、机外压力均衡，漏油就可以防止。减速机虽都有透气帽，但透气孔太小，容易被灰尘、油污堵塞，而且每次加油都要打开检查孔盖板，打开一次就增加一次漏油的可能性，使原本不漏的地方也发生泄漏。可加大透气孔，使内外均压。

2.减速机轴承部位过热或者轴承部位有噪音

原因分析：

a.润滑油不足。当润滑的油位添加不足或由于减速机漏油而不能达到合理高度时，就可能引起减速机轴承部位温度高或有杂音；

b.轴承盖或者密封部分摩擦。轴承由于安装不正、轴承盖不端正或长期使用使轴承盖或密封部分与连接部分有磨损时，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。该项内容主要为轴承的保持架损坏、内外圈磨损或变形、滚珠磨损或掉出，这些原因都会使减速机无法正常工作；

d.轴承间隙过大或过小。长期使用致使减速机轴承的滚珠与内外圈之间的间隙或轴承内圈与轴之间的间隙还有轴承与端盖之间间隙变大时，都可能产生上述症状；

e.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从而导致轴承过热或有杂音；

预防及排除方法：

a.检查油位并加注润滑油；

b.拧紧轴承及联接部分螺栓，检查密封件安装情况；

c.检查轴承，如有损坏即时予以更换；

d.如是间隙不合适，调整轴承间隙，无法调整时要更换轴承；

e.对于斜齿轮键柄松旷要及时送修；

3.减速机油温过高

原因分析：

a.润滑油不合格或使用过长。目前我集团减速机使用的润滑油多为320#极压齿轮油，如果加入过期的或与该型号的润滑油性质不一致的油及长期没有更换润滑油都可能会导致减速机油温过高；

b.润滑油过多。当油的液面的高度高于油尺或可见孔上下限位置时，就会造成减速机油温过高；

c.机件损坏。机件损坏包括齿轮点蚀严重，断齿，轴承保持架、内外圈、滚珠损坏以及轴承抱死或轴变形严重；

d.箱体外部被杂物或灰尘覆盖。当减速机周围堆放东西或机体表面长期没有清理时，有可能因杂物或灰尘的覆盖导致减速机散热不完全以致使油温升高；

e.冷却装置堵塞或失效。冷却装置同减速机一样置于灰尘较大的厂房中，如果长期工作而未清理内部的管路造成冷却装置堵塞或冷却装置坏掉时，都会引起减速机油温升高；

排除方法：

a.更换润滑油；

b.去掉多余的油；

c.仔细检查找出机件损坏的位置及时修理或更换机件；

d.清除杂物和灰尘；

e.更换冷却装置或排除堵塞物；

4.减速机振动大

原因分析：

a.地脚螺丝松动。减速机由于长期工作可能会出现地脚螺丝松动或螺丝坏等现象，此原因会引起减速机振动大而工作状态不正常； 

b.耦合器损坏。当与此减速机连接的耦合器因漏油、螺丝松等原因损坏时，就会将它的振动传给减速机，从而使减速机振动不正常；

c.电机螺丝松动。与耦合器故障相似，当电机由于种种原因出现振动时，就会将振动传给减速机，使减速机振动变大；

d.轴承磨损严重。该项原因4.2.1中已说明，上述原因都会致使减速机无法正常工作；

e.齿轮损坏。齿轮损坏包括齿面点蚀严重、齿轮啮合间隙大、齿轮齿磨损严重、断齿，这些齿轮磨损的情况都可能是减速机因振动大而无法正常工作；

f.轴变形失去平衡。当轴的强度和硬度低于要求或由于长期工作而老化时会引起轴的变形，轴的变形会造成减速机振动大；

预防及排除方法：

a.紧固底脚螺栓；

b.检查耦合器损坏的部位和原因，及时维修耦合器；

c.紧固电机松动的螺丝；

d.更换轴承；

e.更换齿轮；

f.更换轴；

5.轴承碎裂

原因分析：

减速机轴承碎裂主要发生在主动轴轴承，主要因为是主动轴窜动时，轴承内圈与滚子之间会产生轴向滑动，造成轴承内圈轴向窜动，使内侧轴承滚子先损坏；

预防及排除方法：

加大内圈与轴的过盈量，或在轴承内圈的外侧加挡环，使其不得发生轴向窜动；

6.减速机有异响

原因分析：

a.减速机超载运转； b.工作机载荷不平衡；c.润滑油变质；d.齿轮齿面磨损或者制造质量不良；e.轴承间隙过大或过小；f.齿面有粘附物；g.箱体内有杂物； 

预防及排除方法：

a.按规范要求运转；

b.调整平衡状态；

c.排干减速机内变质的润滑油，清洗干净并更换合格润滑油；

d.及时送修理厂大修更换零件；

e.调整轴承间隙；

f.检查清理；

g.放油进行清理；

7.齿轮损坏

断齿原因分析：

齿轮折断分疲劳折断和过载折断。齿轮传动在工作中，轮齿多次受交变载荷作用，在齿根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；齿轮传动在工作中，齿轮受到短时过载，或冲击载荷，或轮齿严重磨损而减薄，都会发生过载折断.

解决方法：

增大齿根过渡圆角半径，尽可能减小被加工表面粗糙度数值，则可以降低应力集中的影响，增大轴及支承的刚度，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。

齿轮点蚀与剥落原因分析：

齿轮表面发生点蚀和剥落的原因主要是齿轮的接触疲劳强度不足所致。这种点蚀和剥落与磨损的不同之处在于，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，严重地破坏了齿型的正确性。其破坏过程是：首先在齿面产生微小裂纹，润滑油进入疲劳裂纹，再经过多次反复的啮合作用，使裂纹不断扩展和延伸，润滑油随着裂纹的扩展与延伸不断向裂纹深部充满，直到有一小块金属剥落而离开齿面。这种现象破坏了齿轮的正常啮合性能。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.齿轮精度较差。齿轮加工和装配精度不符合要求，如啮合精度、运动精度较差等。还有圆弧齿轮的壳体中心距误差太大。

c.润滑油不符合要求。使用的润滑油的牌号不对，油品的粘度较低，润滑性能较差。

d.油位过高。油位过高，油温升较高，降低了润滑油的粘度，破坏了润滑性能，减少了油膜的工作厚度。

解决措施：

提高齿面硬度，减小齿面粗糙度数值，尽可能采用大变位系数，增加润滑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。

齿轮磨损原因分析：

1. 缺油；

②润滑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齿轮啮合精度、运动精度达不到要求；

⑦圆弧齿轮对中心距的误差敏感性很大，特别是中心距的正向误差，不仅降低了轮齿的弯曲强度，而且还增加了滑动磨损。

解决措施：

提高齿面硬度，降低表面粗糙度数值，保持传动装置和润滑油清洁，保证润滑充分，在润滑油中加入合适的抗磨添加剂，在油箱中增加几个磁性体，利用磁性作用吸附润滑液中的金属微粒，可减少润滑液的金属微粒含量。

8.减速机串轴

原因分析: 

现场中的串轴故障均从输入轴的串动而表现出来。造成串轴的原因主要有两个方面:

a.是由于断齿使输入轴失去轴向约束而发生串轴；

b.是中间轴上的从动齿轮与轴紧固不牢所致。在实际传动中，往往由于从动齿轮与中间轴之间的过盈量不够，从动齿轮相对中间轴产生轴向串动，进而使输入轴发生轴向串动。

因此，过盈量不够是造成减速机串轴的主要原因。另外，减速机的转向对串轴也有一定的影响。

c.齿轮加工偏斜造成串轴。中间轴上的从动齿轮加工偏斜可造成串轴。齿轮加工是以外圆和端面进行定位的，而齿轮装配是以内孔定位的，有时内孔与外圆不同心，或者内孔与端面不垂直，就会使加工的齿轮与内孔中心线出现偏斜。这种偏斜的人字齿轮，其对中线所在的平面与轴线不垂直，当齿轮旋转一周时，对中线上的某一点将会发生轴向往复串动一次，迫使输入轴也轴向往复串动一次。

d.齿轮螺旋角误差造成串轴。中间轴和输出轴上两半从动人字齿轮，由于实际螺旋角的误差，会使人字齿轮对中线发生变化，造成串轴。

e.减速机承受正负扭矩作用时，齿厚误差、齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背变形造成串轴。

在实际传动中，由于两半从动齿轮的偏斜程度不同，对于输入轴来讲，产生轴向串动是中间轴上两半从动齿轮不同偏斜程度综合作用的结果。此外，输出轴上的从动齿轮，由于齿轮加工偏斜也同样造成串动，但是由于输出轴在轴向是固定的，就迫使中间轴移动，进而迫使输入轴串动。

解决措施：

提高齿轮的强度，齿轮的制造精度，降低齿轮和轴的粗糙度数值。提高从动齿轮与轴的安装精度紧固性，最主要是达到合理的过盈配合。