啤岭机电设备(上海)有限公司

拉矫机7#张力辊组2#辊齿轮箱故障案例

2017-03-21

  1 故障现象
  2012年2月3日,某厂在定修结束后12小时左右拉矫机处发生负载波动,拉矫机无法正常投入,造成机组停机。现场仔细排查确认本次定修上机的7#张力辊组2#辊齿轮箱有异音,判断负载波动的原因系该齿轮箱出现异常,即抢修更换齿轮箱。
  2 故障处理
  拆除齿轮箱的接手及相关附件,用行车将齿轮箱吊出,将备件齿轮箱吊入,接手回装找正后,负载波动现象消失,机组恢复正常生产。
  3 原因分析
  故障齿轮箱解体后,检查发现铜环已变形、断裂,齿轮箱内部有大量的铜质碎屑和少量的铁质碎屑,一级行星包内太阳轮、三个行星轮和内外齿轮中的2~4个齿牙变形、断裂,个别齿牙之间镶嵌着断裂脱落的齿牙和铜质碎块。如下图所示:
  经查阅图纸,该齿轮箱为二级行星差动齿轮箱,损坏的是一级行星包部位。正常情况下,铜环安装在一级行星架的凹槽内,铜环与凹槽为过渡配合,铜环外侧端面与一级花键轴上的齿轮端面浮动接触,由于一级花键轴和一级行星架存在速度差,长期使用情况下,铜环外侧端面会出现磨损现象。而本次故障现象为铜环变形、断裂、脱落,实属异常现象。
  仔细研究图纸,发现一级花键轴与花键套之间的轴向间隙应控制在1~1.5mm范围内,根据损坏情况分析,故障原因系由于一级花键轴与花键套的轴向间隙未调整到图纸要求,间隙过大,且铜环外径与一级行星架内孔为过渡配合,花键轴为轴向浮动设计,即花键轴轴向可以自由游动,齿轮箱运转过程中铜环从一级行星架内孔内移位,移位后的铜环与一级太阳轮异常接触、磨损、变形、断裂,脱落的铜环碎块进入齿轮啮合区,导致齿轮损坏,Z终导致一级行星包彻底损坏。
  进一步查找一级花键轴与花键套的轴向间隙过大的原因,发现图纸上一级花键轴与花键套的轴向有隔圈这个零件,通过调整隔圈的厚度来调整一级花键轴与花键套的轴向间隙,但在齿轮箱解体过程中,未发现该隔圈。判断在齿轮箱组装过程中漏装了该隔圈。
  综上,造成本次故障的原因为:
  ⑴齿轮箱在修复更换一级花键轴和花键套的过程中,漏装了隔圈,引起一级花键轴和花键套的轴向间隙过大,铜环移位所致。
  ⑵齿轮箱修复过程中,对关键质量点未进行检查确认。
  4 经验教训
  机械设备组装过程中必须按照图纸要求,不能够多装或少装一个零件,并且应严格按照图纸的定量数据要求进行检查和调整。本案例就是在组装过程中,漏装了一个小零件,且未按照图纸要求检查和调整一级花键轴和花键套轴向间隙,导致一级行星包彻底损坏,代价高昂。
(来源:宝钢湛江技术协作团队;作者:万真武、江向栋、张业建)