新疆乌鲁木齐市头屯河区八钢德勤互力安全生产技术部 新疆乌鲁木齐 830022
摘要：论述了宝钢集团八钢公司原料分厂SEW皮带减速机齿轮断裂后使用国产齿轮替代后的不成功原因分析及之后的成功改进。
关键词：减速机；伞齿轮；齿轮啮合
1、前言
带式运输机是钢铁厂原料运输的主要设备，其中减速机是带式运输机的核心组成部件，八钢公司原料分厂皮带输送机大量使用SEW减速机，在使用约三年左右出现输入轴伞齿轮断裂的情况。有部分整机备件在减速机损坏时进行替换。换下的减速机必须及时修复，否则会造成长时间停机。采购原厂备件价格高昂同时采购周期长，在3个月以上，严重影响了减速机的维修效率和产线的正常运行。通过备件国产化，降低维修成本，缩短采购周期，同时通过在国产化过程中提高安全系数，延长使用寿命。
2、存在问题
1）八钢原料分厂皮带减速机（品牌：SEW 型号：M3RSF60）输入轴伞齿轮齿面断裂破损下线，急需采购备件进行维修。现场测绘后由国内厂家宁波东力进行核算后加工输入伞齿轮轴及二轴对应的伞齿轮盘。拟定使用17CrNiMo6合金钢采用渗碳工艺制作伞齿轮。
2）备件到货安装后上线使用在使用40天后出现齿轮断裂故障。
3、齿轮失效分析
1）将该齿轮与SEW原厂备件做成分化验对比，如下表（1#是宁波东力齿轮材料成分，2#是SEW齿轮材料成分）：
成 分 化 验
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结果显示国产齿轮主要参数都符合要求。
2）对齿轮表面硬度进行检查，国产齿轮表面硬度HRC55-58，SEW齿轮硬度也在HRC55-57左右，表面硬度符合要求。
3）对断裂齿轮进行金相组织分析，拍照后分析如下：
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符合渗碳后的金相组织情况。
4）与原SEW齿轮外观做对比，发现SEW原齿轮大端部斜向下，在测绘时仅按照上部的尺宽进行了测量，国产化齿轮大端垂直向下，这样间接造成了国产齿轮尺长较原SEW齿轮的尺长缩短了3mm。
原伞齿与东力伞齿设计校核（同为17CrNiMo6） 铭牌标注参数
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这样就造成了尺轮断裂安全系数降低了0.17倍。
5）伞齿轮装配
齿轮装配后齿轮捏合位置不合适，通过齿轮的啮合痕迹可以看出伞齿大端约5mm未啮合，会造成轮齿承载能力下降，如下图：
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4、问题改进
通过以上分析比较发现，造成此次减速机齿轮断裂的原因不在齿轮材料和热处理能力方面，而是出现在齿宽和齿轮装配调整方面。为了进一步着手解决以上问题采用以下方法对齿轮进行了改进。
1）伞齿轮使用加长齿，齿宽由原48mm调整为53mm，安全系数提高至1.35倍。
2）减速机装配时严格按照啮合要求进行调整，要求不带负载时
接触形状要求达到以下图样标准：
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通过以上调整，保证减速机带载荷时大端完全接触，以提高伞齿轮接触面积。
5、实施效果
该减速机在维修结束后于2019年4月18日上线使用后，运行平稳运行至1年后未出现异常状况。
6、经验总结
1）国产品牌备件在材料和热处理方面可以达到进口减速机标准。
2）在备件强度及安全系数校核方面必须要做，要达到或大于原进口减速机强度。
3）减速机装配只有严格控制装配工艺才能满足进口减速机的使用要求。
参考文献：
[1] 机械设计手册机械工业出版社 1982
[2] 齿轮手册（上下）机械工业出版社 2001
[3] 检修钳工北京化学工业出版社 2001