冉学平¹　马^1*　刘旭¹　杨建平²　岳智慧²

(1.成都名辰传动设备有限公司　成都　611130；2.四川理工技师学院　成都　611130)

摘　要：本文以某进口立磨减速机为例，介绍了在维修该减速机时，发现推力瓦座损伤。通过推力瓦瓦面高度检测，探讨了推力瓦与输出法兰间隙在落磨辊前后差异的原因，分析了推力瓦座损伤的原因，明确了高强度推力瓦安装螺栓产生松动甚至断裂的根本原因是因为推力瓦、调整垫与推力瓦座产生了气蚀现象，该结果和发现为该类减速机的优化设计和安全性能的提高提供了重要参考。

0　前言

立磨减速机作为一种大型粉磨设备，在矿山、火电、水泥生产中被广泛应用。国内外立磨减速机皆由箱体、行星架、齿轮、轴及轴承等组成[1]。国内主流厂家为重齿、南高齿等，国外主要有德国弗兰德、伦克、玛格及日本住友等厂家。在重齿实现立磨减速机国产化设计制造之前，国内所使用的立磨减速机皆依靠进口。国内外立磨减速机经过二十余年的现场使用，都暴露出了一些不足之处，有待于进一步改进。总体来讲进口齿轮箱更为可靠，但国内的设计制造水平通过不断改进和完善也取得了较为显著的提升！

1　工程概况

本文所论述的某进口大型立磨减速机内部传动系统分为三级传动，级为锥齿轮副传动，第二、三级皆为行星周转轮系传动结构[2]。该进口大型立磨减速机经过几代跟进改进设计制造，可靠性在实际使用中于其它厂家。总体来讲，此进口立磨减速机制造精度高，设计细节考虑充分，尤其是关于整台减速机润滑系统的设计十分合理，其结构精简、润滑充分，为减速机安全可靠运行提供了基本保障。推力瓦用两个球头定位销的定位方式，使用效果佳，避免了推力瓦合金面的各种损伤。尤其三件套（太阳轮、连接齿套及鼓形齿轴，三个零件构成的齿形联轴器），经过十余年的使用，磨损非常轻微。但推力瓦、推力瓦调整垫、推力瓦座三者间高强度连接螺栓松动及断裂已经成为了普遍现象[3]。国内某大型集团使用了七台同类机型，普遍出现了推力瓦座高强度螺栓松动甚至断裂的情况，经过多次优化设计，将螺栓个数增加到6，螺栓直径增大到M24，性能等级提高到12.9，该情况仍没有得到解决，给立磨减速机的使用带来了极大的隐患，原厂家派出多批现场服务工程师及专家调研现场，但至今仍未给出合理解释。

2　推力瓦瓦面高度高度检测

我公司于2020年4月中旬对某公司进口生料立磨主减速机进行了解体维修。立磨减速机中12块推力瓦呈圆周分布，其分布示意图如图1所示。

图1 推力瓦分布示意图

在回装推力瓦前，通过对12块推力瓦合金面接触痕迹观察，依据瓦面接触印痕判定减速机在使用时瓦面高度是基本一致的。推力瓦、推力瓦调整垫及推力瓦座安装后结构示意图如图2所示。

图2 推力瓦安装结构示意图

12块推力瓦中，9号推力瓦瓦座产生了裂纹，由于不清楚原始厂家制造工艺，为了验证瓦座开裂后是否因为产生裂纹而释放内应力导致瓦座变形，故在装配时我们对所有推力瓦瓦面高度（即瓦面共面度）都进行了初步检测。检测方法：用1500mm游标卡尺贴实两块瓦面，两人用手压紧游标卡尺两端，另一人用0.03mm的塞尺检测，都未能塞出间隙；对于9号瓦，我们从8号及10号瓦两个方向都进行了检测，亦未测出间隙。这种检测方法对于高差较大的间隙是很容易检测出来的，0.03mm的塞尺塞不出间隙则理论上来说高差应该在0.02mm以内。

油压检测试验时发现各推力瓦间高压油压力差异较大，停机放油后对推力瓦与输出法兰的间隙进行了再次检测，发现2 ,3 ,8 ,9号瓦分别能塞进0.20mm,0.20mm,0.25mm及0.40mm的塞尺，表明这种状况下2，3，8，9号瓦面分别低了0.10mm，0.10mm，0.125mm及0.20mm。然后我们又把磨辊落下，再依次用塞尺检测，结果所有瓦面与输出法兰之间都没有了间隙，表明这种情况下，所有瓦面高度基本是一致的。

3　推力瓦座损坏原因分析

3.1  气蚀现象

气蚀现象是指流体中的气泡在压力、速度达到临界值时瞬间溃灭，在溃灭瞬间产生极大的冲击力和高温，气泡破裂瞬间所有的能量集中在破裂点上，产生几千牛顿甚至更高的冲击力，冲击力的压力高达2000Mpa以上，大大超过了大部分金属材料的疲劳破坏极限，固体表面在经受这种高冲击力的多次反复作用，材料发生疲劳剥落，使表面形成小凹坑，进而发展成海绵块状；同时由于气泡溃灭瞬间产生的高温使得夹带在气泡内的少量氧气等活泼气体对金属表面产生电化学腐蚀，电化学腐蚀会加速气蚀的破坏作用。