蝸輪蝸桿減速機(jī)常見故障原因與處理方法

姚雯聰

（山西省民爆集團(tuán)有限公司西山分公司， 山西 太原 030032）

1 蝸輪蝸桿減速機(jī)概述

1.1 設(shè)備特點(diǎn)

減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛[1]。

蝸輪蝸桿減速機(jī)具有傳動(dòng)比大、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)及自動(dòng)化生產(chǎn)線等等。蝸輪和蝸桿是減速機(jī)的關(guān)鍵零部件，由于蝸輪蝸桿材料的不同，在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)造成蝸輪蝸桿的磨損和失效。一般情況下，蝸桿材料硬度比蝸輪材料硬度大，因此，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因并及時(shí)處理。

RV 系列蝸輪蝸桿減速機(jī)，機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊，體積輕小，一般用于低轉(zhuǎn)速、扭矩大的設(shè)備上，把電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)減速機(jī)的蝸桿輸入傳遞到蝸輪輸出上來(lái)達(dá)到減速的目的，蝸輪相等于齒輪，蝸桿相等于齒條。減速機(jī)工作時(shí)蝸輪不斷受到蝸桿的磨損，蝸輪是減速機(jī)中最容易損壞的零件。蝸輪的損壞會(huì)直接導(dǎo)致減速機(jī)不能安全正常地工作，直接影響生產(chǎn)甚至?xí)斐砂踩鹿?，引發(fā)重大人身安全事故。

1.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)

RV 系列蝸輪蝸桿減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖，如圖1 所示，其零部件有蝸桿、油封、法蘭、軸承、箱體、擋圈、油封蓋、蝸輪、油塞。RV 系列減速機(jī)箱體為鑄造鋁合金（ZL401）材料，重量輕、散熱好。油封一般采用丁腈橡膠或氟橡膠的材質(zhì)具有耐高溫耐腐蝕等特點(diǎn)，是防止箱體內(nèi)部潤(rùn)滑油滲漏。油塞是更換潤(rùn)滑油時(shí)候的排放孔，可以及時(shí)更換潤(rùn)滑油。法蘭是與動(dòng)力輸入端的連接比如電動(dòng)機(jī)。油封蓋一般采用丁腈橡膠材質(zhì)具有耐高溫耐油耐磨等特點(diǎn)，保證油封座不漏油。擋圈采用碳素鋼或者不銹鋼材質(zhì)制成，主要是起固定和定位的作用。軸承選用滾柱軸承，支撐蝸桿平穩(wěn)運(yùn)行。

圖1 RV 系列蝸輪蝸桿減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖

1.3 蝸桿傳動(dòng)類型

可分為圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)、錐蝸桿傳動(dòng)三種類型。

1.3.1 圓柱蝸桿傳動(dòng)

1）阿基米德蝸桿：垂直于蝸桿軸線的平面，齒廓為阿基米德螺旋線，在包含軸線的平面上的齒廓為直線。

2）漸開線蝸桿：蝸桿齒面為漸開螺旋面，端面齒廓為漸開線。常用于轉(zhuǎn)速較高和較精密的傳動(dòng)。

3）法向直廓蝸桿：這種蝸桿的端面齒廓為延伸漸開線，法面齒廓為直線。常用于多頭精密蝸桿傳動(dòng)。

4）錐面包絡(luò)蝸桿：這是一種非線性螺旋曲面蝸桿。

5）效率高、承載能力高、傳動(dòng)比范圍大、體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊。

1.3.2 環(huán)面蝸桿傳動(dòng)

傳動(dòng)平穩(wěn)，齒面利于潤(rùn)滑油膜的形成；傳動(dòng)效率高；承載能力高。

1.3.3 錐蝸桿傳動(dòng)

同時(shí)嚙合齒數(shù)多，重合度大；傳動(dòng)比大，傳動(dòng)比可達(dá)10～400；接觸線和相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角接近90°，齒面間易形成潤(rùn)滑油膜，承載能力和效率高。

1.4 蝸輪和蝸桿材料

制造蝸輪蝸桿的材料要有優(yōu)良的耐磨性，足夠的強(qiáng)度和良好的康膠合性。

蝸輪常用材料為青銅和鑄鐵。鑄造錫青銅（ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5）耐磨性好，抗膠合性好，價(jià)格高，強(qiáng)度低，用于滑動(dòng)速度大于3 m/s 的傳動(dòng)。鑄造鋁鐵青銅（ZCuA110Fe3）耐磨性差，抗膠合差，價(jià)格低，強(qiáng)度高，用于滑動(dòng)速度小于4 m/s 的傳動(dòng)?；诣T鐵，效率低，用于滑動(dòng)速度小于2 m/s。

蝸桿常用材料為碳素鋼和合金鋼，低速傳動(dòng)蝸桿可采用40、45 鋼調(diào)質(zhì)處理硬度（HBS）為220～300，一般傳動(dòng)蝸桿可采用40、45 表面淬火硬度（HRC）45～55，高速重載傳動(dòng)蝸桿可采用20CrMnTi、20Cr 滲碳淬火硬度（HRC）56～62。

由于蝸輪蝸桿磨損與材料密切相關(guān)，因此，用新材料來(lái)替代成為提高蝸輪蝸桿使用壽命的關(guān)鍵。

鋅鋁合金（ZA27）有良好的力學(xué)性能和較高的強(qiáng)度，良好的鑄造和加工性能，良好的塑性和韌性，良好的摩擦性能相當(dāng)于錫青銅（ZQSn10P1），磨損率、表面升溫低于錫青銅（ZQSn10P1），使用壽命比錫青銅（ZQSn10P1）多3～5 倍，成本也比錫青（ZQSn10P1）低25%～30%，可以作為替代蝸輪材料之一。

1.5 設(shè)備應(yīng)用

1）冶金行業(yè)的軋機(jī)壓下、軋輥調(diào)整裝置，銅管拉伸及卷曲設(shè)備。

2）艦船上的拉起錨機(jī)和收放纜繩設(shè)備。

3）化工行業(yè)的攪拌設(shè)備等。

4）包裝、制造行業(yè)的內(nèi)外殼壓塑成型生產(chǎn)線、包裝箱生產(chǎn)線。

5）起重運(yùn)輸行業(yè)的行車起吊、行走驅(qū)動(dòng)設(shè)備。

6）建筑行業(yè)的高層建筑外墻裝修、清潔用載人吊籃。

2 蝸輪蝸桿減速機(jī)常見故障類型

2.1 發(fā)熱

導(dǎo)致蝸輪蝸桿減速機(jī)發(fā)熱的原因及解決辦法如下：

1）減速機(jī)與工作機(jī)連接不當(dāng)。解決辦法：調(diào)整至適當(dāng)位置，使兩者軸線同軸。

2）超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。解決辦法：適當(dāng)調(diào)整負(fù)荷。

3）油封過(guò)度磨擦。解決辦法：在油封唇口處滴潤(rùn)滑油。

4）潤(rùn)滑油過(guò)少或過(guò)多。解決辦法：按注油方式或調(diào)整油量。

5）潤(rùn)滑油雜質(zhì)多或潤(rùn)滑油性差。解決辦法：按潤(rùn)滑油選用規(guī)定更換合適的新油。

2.2 漏油

導(dǎo)致蝸輪蝸桿減速機(jī)漏油的原因及解決辦法如下：

1）油封唇口磨損。解決辦法：更換油封。

2）油封檔軸頸磨損。解決辦法：更換輸入軸或帶輪軸蝸輪。

3）放油螺塞未旋緊。解決辦法：放油螺塞加密封膠、旋緊螺塞。

4）油標(biāo)破損。解決辦法：更換油標(biāo)。

2.3 振動(dòng)

導(dǎo)致蝸輪蝸桿減速機(jī)振動(dòng)的原因及解決辦法如下：

1）減速機(jī)、工作機(jī)固定不良。解決辦法：原動(dòng)機(jī)重新調(diào)整連接。

2）蝸輪副齒輪部磨耗或損傷。解決辦法：更換蝸輪副。

3）軸承磨損。解決辦法：更換軸承。

4）螺栓松脫。解決辦法：固緊螺栓。

2.4 蝸輪蝸桿磨損

導(dǎo)致蝸輪蝸桿磨損的原因及解決辦法如下：

1）超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。解決辦法：調(diào)整至適當(dāng)負(fù)荷；

2）潤(rùn)滑油不符合要求。解決辦法：更換合適的潤(rùn)滑油。

3）潤(rùn)滑油不足。解決辦法：按油標(biāo)指示點(diǎn)加注潤(rùn)滑油。

4）未按規(guī)定適時(shí)換油。解決辦法：按規(guī)定要求適時(shí)換油。

5）轉(zhuǎn)速溫度過(guò)高。解決辦法：降低環(huán)境溫度。

2.5 雜音

導(dǎo)致蝸輪蝸桿減速機(jī)雜音的原因及解決辦法如下：

1）減速機(jī)、工作機(jī)連接不當(dāng)。解決辦法：重新調(diào)整連接。

2）軸承損傷或間隙過(guò)大。解決辦法：更換軸承。

3）蝸輪副嚙合不良。解決辦法：修整齒面或更換蝸輪副。

4）潤(rùn)滑油不足。解決辦法：按注油方式或補(bǔ)加潤(rùn)滑油。

3 蝸輪蝸桿減速機(jī)維護(hù)注意事項(xiàng)

1）減速機(jī)的環(huán)境溫度為-10～+40 ℃。

2）存放或停用了4～6 個(gè)月的減速機(jī)，如果油封和箱體之間沒有潤(rùn)滑劑，建議更換油封，因油封橡膠老化黏于軸或失去彈性而導(dǎo)致性能下降。

3）應(yīng)定期用油標(biāo)指示器檢查油量、使其在正確的范圍內(nèi)；潤(rùn)滑油不足可能導(dǎo)致蝸輪快速磨損和效率降低。

4 結(jié)語(yǔ)

蝸輪蝸桿減速機(jī)已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中的生產(chǎn)裝備中，是設(shè)備實(shí)現(xiàn)大扭矩、大傳動(dòng)比、高承載、低噪聲的減速傳動(dòng)裝置的最優(yōu)選擇。在蝸輪蝸桿減速機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，若出現(xiàn)常見的故障問題，要及時(shí)進(jìn)行檢修；且定期進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，以此提升設(shè)備的使用壽命，更好地為生產(chǎn)服務(wù)。