摆线针轮减速器故障诊断与处理

摆线针轮减速器故障诊断与处理

高念恒孙伟

山东新时代药业有限公司山东临沂276000

摘要：摆线针轮减速器故障处理是否合理、及时、有效，直接影响着减速器自身的工作状态和使用寿命。本文在论述摆线针轮减速器工作原理的同时，对其故障处理方法等进行了重点阐述。

关键词：摆线针轮减速器；行星传动；故障分析

引言：

摆线针轮行星减速器是一种采用少齿差行星传动原理，并通过摆线针齿来啮合的减速机构。其具有效率高，承载力大、使用寿命长等优良特点，并被广泛使用在石油、化工、输送、起重、建筑、矿山等行业。摆线针轮减速器因体型小，在日常使用时可能疏于正常维护，进而引起各类故障的发生，影响了工作效率和使用寿命。为了使摆线针轮减速器在使用中发挥其优良特性，并进一步延长使用寿命，就要对其可能出现的各类故障做好应急处理方案，防患于未然。

一、基本原理

摆线针轮行星减速器的传动方式与渐开线式少齿差传动方式相同，也是K-H-V行星齿轮传动的一种结构形式。在摆线针轮的行星传动中，摆线轮（即外齿轮或行星齿轮）的齿廓曲线为变幅外摆线，针齿轮（内齿轮）的轮齿采用圆柱销。一级N型摆线针轮行星减速器由输入轴、摆线轮和针齿轮组成的减速部分以及输出部分构成。在输入轴上设置有一个H机构的转臂轴承，两个摆线轮设置在H机构的转臂轴承上。摆线轮轮齿与针齿轮上呈环形排列的针齿啮合，两者齿数差为1～4齿。为了减小摩擦，通常在针齿轮的针齿上套设针齿套。

当转臂轴承在输入轴带动下旋转时，由于针齿轮保持不动，摆线轮的旋转受到针齿轮针齿的限制，故其绕针齿轮公转的同时又绕自身的轴心而自转。当摆线轮和针齿轮的齿数相差为1时，输入轴带动转臂轴承旋转一周，摆线轮则相对于针齿轮旋转方向的反向转过1个齿的角度，实现减速的目的。最后，通过速比为1的输出机构将摆线轮即外齿轮的低速运动传递给输出轴。

二、故障分析及解决方法

由于摆线针轮减速器在使用场合、工作环境、使用频率以及维护周期等方面存在差异，故其在使用过程中也会出现各种不同的故障。

（一）减速器在正常工作时温度急剧上升，并达到80℃以上。造成该故障的主要原因及解决方法如下：润滑油性能不良或失效造成温度过高，应该使用减速器说明书所要求的润滑油替换机内润滑油；转臂轴承润滑不到位造成温度过高，应加注润滑油到规定量，以保证转臂轴承的充分润滑；转臂轴承磨损严重或者损坏造成温度过高，应及时拆解减速器，并更换转臂轴承；减速器超负荷运转造成温度过高，应确保减速器在额定负载下运转。

（二）减速器在正常工作时出现漏油、渗油现象。造成该故障的主要原因及解决方法如下：减速器输出轴与被驱动轴联接时同轴度低，加速了转臂轴承和输出轴油封的磨损，造成漏油或渗油现象，应重新调整输出轴的联接，并更换磨损的转臂轴承和输出轴油封；密封垫或者O型密封圈磨损造成漏油或渗油现象，应该重新更换油封或者O型密封圈；壳体等零件的连接螺栓松动造成漏油或渗油现象，应该在检查连接螺栓和弹性垫片完好的情况下拧紧连接螺栓。

（三）减速器在正常工作时出现噪音大过大现象。造成该故障的主要原因及解决方法如下：减速器与基础及被驱动轴连接时偏差较大，造成摆线轮、针齿轮啮合及轴承转动声音异常，应该对减速器重新进行找正安装，并调整输出轴的联接；机内零部件损坏造成传动声音异常，应拆解减速器对机内诸如针齿销、转臂轴承等进行检查并更换。

（四）摆线针轮减速器出现急停的状况。在建筑、矿山等行业的特殊生产设备上使用时，由于使用现场环境比较复杂，经常出现因突发事件而急停生产设备的现象。在生产设备重新起动时，由于带载或过载原因，容易对设备的起动电机和摆线针轮减速器造成一定的冲击。同时，生产设备在正常工作过程中，经常处于过载运行状态，加剧了起动电机和摆线针轮减速器的冲击，直至损坏，严重影响了电机和减速器的使用寿命。因此，生产设备在正常使用时，必须考虑电机和减速器的过载保护措施。

目前，摆线针轮减器一般采用以下3个方面的过载保护措施：（1）尽可能选择大于额定功率的电动机，以便留有足够的富裕量；（2）使用柔性联轴器对电动机和摆线针轮减速器进行联接，实现电动机的软启动，避免了因过载、超载而导致的电机堵转现象；（3）增加设备关键动作组件的检修、润滑等维护频率，以减小设备动作阻力，提高设备工作性能。

以上措施对电动机起到了有效的保护作用，对于减速器，只是延长故障发生的周期，仍然无法改变减速器易损坏的现象。因此，开发一种适用于摆线针轮减速器的过载保护装置是非常必要的。

三、保养维护

摆线针轮行星减速器在日常使用时，应该从使用环境、工作状态、整机密封以及整机润滑等几个方面进行检查、保养以及维护。

（一）使用环境

摆线针轮减速器可以使用在连续工作制的场合，根据使用环境和工作年限，其正常工作时环境温度一般不超过40℃。当环境温度较高时，应采取有效的通风措施或使用隔热板进行隔热。

（二）工作状态

检查减速器运行是否平稳，其与基础的安装安装是否闹靠，与减速器输入、输出轴联接的联轴器等联接件联接应满足同轴度要求；固定螺丝是否存在松动。如果存在以上现象，应及时对安装位置、螺丝等进行调整。

当减速器转臂轴承出现磨损需要更换时，不能单边敲打减速器，以免损伤机其他零部件。减速器经拆解重新组装时，应将各接触面清理干净，并在需要密封的部位重新涂抹密封胶或更换密封垫，最后添加润滑油到规定量。减速器重新组装后，应该手动使其转动并检查确认无误后，方可正常使用。

减速器在正常工作时，不能长时间超负荷运转，不然可能造成机内零件磨损加剧，进而损坏，影响工作效率并降低了使用寿命。

（三）整机密封

输出轴密封圈是减速器的易损件，长期使用中会出现磨损与老化现象，应根据使用频率定期进行检查和更换，以避免机内润滑油外溢造成零部件磨损，同时避免机外的粉尘等进入减速器内部，影响系统正常传动。

（四）整机润滑

减速器处于高速重载工作环境时，应确保转臂轴承和摆线轮充分润滑，故应定期对油位进行检查并及时加油，以免出现无油运转的现象。在加油时，作业环境应干净整洁，以免灰尘及腐蚀物等混入润滑油中。

减速器连续运转150小时以上时，应该更换新的润滑油；每天连续工作8小时以上时，应该3~4个月更换一次润滑油；每天连续工作不满8小时的时候，6~8个月更换一次润滑油。减速器在使用过程中，也可以根据使用场合、环境温度和湿度等等因素的不同，而适当的调整润滑油更换周期。

四、结语

摆线针轮减速器在建筑、矿山等特殊行业使用时，经常出现超负荷运行现象，使得减速器故障率较高。故在日常使用过程中，应不断的总结积累故障分析处理经验，确保摆线针轮减速器发挥其传动效率高、承载力大、使用寿命长等优良特性。

参考文献：

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