一、引（yǐn）言：
當今，立磨已成為水泥企（qǐ）業主要粉磨設（shè）備，多用於生料和煤粉粉磨，其運行的好壞直接影（yǐng）響企業（yè）效益，其重要程度不言而喻。但近（jìn）些年來，立磨（mó）減（jiǎn）速機事（shì）故頻發，特別是（shì）其（qí）行星機構中的行星輪斷齒、開（kāi）裂事故經常發生，直（zhí）接影響生產（chǎn）和企業效益。現就JLP250減速機行星輪開裂的原因進行分析，望能（néng）對製造廠家和使用單位起到借鑒作用（yòng）。
二、JLP250Ｂ立磨減速機的運行情況及基本參數
JLP250減速機，裝機容（róng）量2500kW，速比33.01，輸入（rù）轉速（sù）990rpm，該機2013年10月投運，運行起初，除因原料易磨性及操作熟練程度影響振動較大外，其它時間一直運（yùn）行良好，振動速度一直在3.5mm/s以下（xià），運行功率一直在2000KW以內，即使在振（zhèn）動跳停的情況下，也未出現過超載現象。
2017年8月15日，在立磨的一角發現有激震現象，兩（liǎng）天後又消失，由於當時振（zhèn）動參數均為超限，也沒有引起重視；8月27日，中控人員發現（xiàn）減速機進軸處水平振動由平時的2.1mm/s增大到3mm/s，遂將輥壓由7.5MPa降到5.5MPa減產運行，沒有料到7小時後，總降跳閘（zhá），全廠（chǎng）停電；經檢查發現生料磨減速機已經卡死，分析認為減（jiǎn）速機故障致使電機（jī）堵轉所致。
三、JLP250Ｂ減速機的損（sǔn）壞情況
3.1損（sǔn）壞（huài）情況介紹：
將減速（sù）機拉出，從上往下打開，發現四（sì）個行星（xīng）輪的兩個已經粉碎性開裂；一個裂成兩半，一個出現裂紋，內齒圈（quān）斷齒數個，太陽輪斷齒3個；行星輪軸（zhóu）承（chéng）均已散架損壞，個別滾動體也裂（liè）為兩半。如下照片。
從照片上可以看出，太陽輪、內（nèi）齒圈、軸承損壞（huài）的斷口，均為新口，表麵粗糙（cāo），漏出金屬光澤。行星輪的斷口，部分光滑發暗，居齒輪內側，但沒有明顯的貝殼紋；部分粗糙，居齒輪外側，有金屬光澤。行星輪內孔與軸承外套接觸部分有明顯的相對滑動造成的拉傷痕跡，溝深0.2mm左右，顏（yán）色（sè）發藍清晰。
3.2減速（sù）機損壞原因的表觀分析：
從行星輪的斷口形式分析，發暗說明曾經遇到過高溫，且伴隨有潤滑油中極壓劑的沉積；斷（duàn）口發藍說明在斷裂過程中有大量的熱量生成（chéng），造（zào）成金屬變色；光滑且沒有明顯的貝殼紋，符合脆性材料疲勞斷裂特征；行星輪的新鮮斷口，應（yīng）為裂（liè）紋發展到一定程度，剩餘部分超過強度極限而造成的（de）突然斷裂。
從減速機的其它部件即內齒圈（quān）、太陽輪的損壞斷（duàn）口看，全為（wéi）新口，應（yīng）為突然過（guò）載，造成的突然斷裂，可以理解為行星輪斷（duàn）裂（liè）碎片擠壓所致，從圖片中看（kàn）到斷齒（chǐ）周邊擠壓的金屬碎片，也就證（zhèng）明了這一點。軸承的散架與變色，說明軸承曾經發過熱，也說明軸承也有運（yùn）轉不靈活的經曆（lì），軸承內外套及個別滾動體開裂及表現出（chū）的新鮮斷口，分析認為是齒輪斷裂後擠壓（yā）所致。
四、行星輪的受力分析及應力計算：
4.1減（jiǎn）速機零部件的基本參數：
減速機（jī）型號JLP250B，裝配功率2500kW；高速軸轉速990rpm；減速（sù）機速比（bǐ）：33.033
一級螺旋（xuán）傘小齒輪齒數Ｚ1.1＝22
一級（jí）大（dà）傘齒輪齒（chǐ）數Ｚ1.2＝46
二級小齒輪齒（chǐ）數Ｚ2.1＝22
二級大齒輪齒數Ｚ2.2＝69
三級太陽輪齒數Ｚ3.1＝27；ｍ＝14 分度圓直徑：ｄ5＝378ｍｍ＝0.378ｍ
行星輪（4件）Ｚ3.2＝41 ｍ＝14 分度圓直徑：ｄ6＝574ｍｍ＝0.574ｍ
內齒圈（quān）Ｚ3.3＝109 ｍ＝14 分度圓直徑：ｄ7＝1526ｍｍ＝1.256ｍ
ｉ1＝46/22＝2.091；ｉ2＝69/22＝3.1364；
ｉ3＝109/27+1＝5.0370；
行星輪太陽輪中心距（jù）：476mm
4.2、行星輪的受力分析：
首先，在太陽輪的推動下運轉，受到（dào）周向力和徑向力的作用，其二與內齒圈齧合，內齒圈的周向和徑向反力作用其上，其三是行輪軸（zhóu）作用其上的索引力。
（1）行星（xīng）輪的周向力：
太陽輪扭矩＝9550×2500/990×ｉ1×ｉ2
=158158.91（N.m）
F周=0.25*158158.91/（0.5*0.378）
=209104.91（N）
=21239.08（Kg）
測的行星輪齒寬330mm，壁厚（hòu）50mm。
則行星輪壁上應力為：21239.08/5/33=128.72（kg/cm2）
（2）行星輪軸（zhóu）牽引力：
行星轉架的扭矩：9550*2500/990*33.01=796074.49（N.m）=80819.75（Kg.m）
行星輪與太陽輪的中（zhōng）心距：（27+41）*14/2=476（mm）
每個行星輪軸（zhóu）的牽引力：80819.75*0.25/0.476=42447.35（kg）
行星輪壁（bì）的應力（lì）：42447.35/5/33=257.26（kg/cm2）
（3）行星輪內壁與軸承溫差60℃時對行星輪內壁的熱（rè）漲應力：
2.1*1000000*0.000012*60=1512（kg/cm2）
行星輪內壁與軸承溫差40℃時對行星輪內壁的熱應力：2.1*1000000*0.000012*40=1008（kg/cm2）
式中：2.1*1000000為鋼（gāng）的（de）彈性模量
0.0000012為（wéi）鋼的熱脹係數
看起來軸承與行星輪內（nèi）壁溫差較大時，行（háng）星輪內壁會因（yīn）軸承的熱漲（zhǎng）產生很大（dà）的拉應力。
綜合：軸承與行星輪溫差40℃時，行星輪內壁應力等於128.72+385.95+1008=1393.95（kg/cm2）。
軸承與行（háng）星（xīng）輪溫差在60℃時，行星輪內壁應（yīng）力等於128.72+385.95+1512=1897.95（kg/cm2）。
五（wǔ）、行星輪開裂的（de）原（yuán）因分析：
1、在撇開其它因（yīn）素的情況下，行星輪壁的正常應力很小，不足以造成行星輪壁的開裂。
2、在撇開其它因素（sù）的情（qíng）況下，軸承與行星輪壁的（de）溫差較大時，能夠產生很大的拉應力。
因為齒輪的（de）需用應力一般選取1500kg/cm2，所以當齒輪與軸承的溫差大於40℃時，其產生的熱漲力將會（huì）把齒輪撐裂。
3、在材料及製造方麵或許會存在微裂紋，會在（zài）脈衝負荷的作用下，使裂（liè）紋擴張（zhāng）。
4、當輪壁溫度較大時，快速冷卻也會使輪壁內側因急劇收縮產生表麵裂紋。
六、結束語：
通過行星輪的斷口觀察（chá）及應力分析，認為行星輪壁厚較薄，當軸（zhóu）承不正常發熱時，行星輪與軸承之間溫差較大，其產生的溫（wēn）度應力很大，在（zài）齒輪（lún）的脈衝負荷衝（chōng）擊下，金屬極易發生應力鬆弛、疲（pí）勞，致使（shǐ）行星輪開裂。建議設計、製造單位加厚行星輪（lún）壁厚，為（wéi）防止不正常時的溫差應力的破壞創造條件。
作者：焦作堅固水（shuǐ）泥有限公司 王占光 劉月梅
金隅冀東 陳桂東
（來源：智慧水泥）
