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　　摘　要：某“抓斗”挖泥船主減速齒輪箱輸出軸出現非正常磨損，根據拆檢結果，用公差配合原則和安裝工藝要求進行了分析，認為軸頸非正常磨損是由軸與軸承內圈配合間隙過大和安裝方法不當造成的，并采取具體措施進行了修復。
　　關鍵詞：齒輪箱輸出軸；軸承內圈；非正常磨損；修理措施
　　0　前言 
　　“抓斗”挖泥船主減速齒輪箱的正常工作，是保證吊臂升降和抓斗開閉的重要前提，它直接影響挖泥船運營的經濟效益。減速傳動機構因傳動方式分為許多種，其中鏈傳動和齒輪傳動的減速箱是Z常用的一種。某“抓斗”挖泥船主減速箱就采用鏈和齒輪傳動方式，其輸出軸在軸承內圈配合處出現嚴重的非正常磨損，下面就其磨損原因及修理過程介紹如下。
　　1　主減速齒輪箱的結構特點和工作原理
　　1.1 結構特點
　　主減速齒輪箱，由柴油機經歐米茄聯軸節進行動力輸入，經減速箱二級減速后通過齒形聯軸節輸出工作扭矩。因此，主減速齒輪箱有輸入軸、中間軸、輸出軸等3根傳動軸。輸入軸上只有一個多排滾子鏈輪；中間軸上從左至右分布著單排滾子鏈輪、多排滾子鏈輪和帶離合的小齒輪；輸出軸上Z左端是氣脹離合器，然后是軸承套筒及單排滾子鏈輪，接著是大齒輪，Z右端是齒形聯軸節。輸出軸上的軸承套筒和單排滾子鏈輪是焊在一起的，它們通過接螺栓與Z左端的氣脹離合器外殼連為一體；而氣脹離合器的內摩擦圓筒與輸出軸之間通過固定螺栓連為一體。傳動時，輸入軸與中間軸之間，通過多排滾子鏈進行一級減速；中間軸與輸出軸之間，在正傳動時是通過齒輪副減速，在逆傳動時是通過單排鏈和氣脹離合器進行減速。主減速齒輪箱結構如圖1所示。
　　1.2 工作原理
　　主減速齒輪箱輸入軸，通過多排滾子鏈帶動中間軸總朝一個方向轉動。在正傳動時，中間軸上小齒輪離合器閉合，小齒輪與中間軸一起轉動，通過正傳動齒輪副的傳動，輸出軸反方向輸出扭矩; 與此同時，由于輸出軸左端氣脹離合器是脫開的，軸承套筒內外又都有雙列球面滾子軸承支撐，因此單排滾子鏈輪帶著軸承套筒和氣脹離合器外殼在內外軸承之間作同方向轉動。逆傳動時，中間軸小齒輪離合器脫開，小齒輪在中間軸上自由滑動; 同時氣脹離合器閉合，中間軸通過單排鏈輪∀軸承套筒∀氣脹離合器帶動輸出軸同方向轉動。輸出軸上氣脹離合器和軸承套筒的結構示意圖如圖2所示。
　　2　主減速齒輪箱輸出軸非正常磨損的原因分析及修理措施
　　2.1 輸出軸非正常磨損的部位及情況齒輪箱打開后，輸出軸整體拆回車間分解，分解后發現存在以下問題：①軸承內圈與軸配合普遍都松；②在軸與軸承23028E配合的軸頸表面上，分別有一道寬8mm、深0.30mm左右的周向拉溝和兩道寬7mm、深0.20mm的貫穿軸向拉溝，且軸與軸承之間有0.14mm的間隙；③定位套小端孔的端面上，有兩處砸腫的金屬飛邊，分別與軸頸上兩道軸向拉溝相對應。
　　2.2 輸出軸頸非正常磨損的原因分析
　　軸頸上出現周向、軸向拉溝，其根本原因是：①軸承內圈與軸配合，存在較大間隙；②定位套小端孔端面被砸腫出現金屬飛邊，而定位套小端孔徑又與配合軸徑完全一致，結果在裝配定位套的過程中，金屬飛邊將軸頸表面劃出了兩道軸向的溝；劃下的金屬屑， 一部分停留在軸承內圈與軸的間隙中，在軸轉動時，由于軸承內圈與軸發生相對轉動，金屬屑就將軸頸表面和軸承內圈各磨出一道周向溝痕。
　　2.3 修理措施
　　針對所存在的問題，采取以下措施進行修理：①進行軸承負荷校驗，保證軸承承載能力滿足工作需要；②更換軸承，測量新軸承內圈尺寸，按公差配合原則修復配合的軸頸尺寸；③修理軸承之間的定位錐形套，保證在工藝裝配方面消除存在的質量隱患。
　　3　定位錐形套的工藝處理和輸出軸線過大偏差的調整
　　3.1 定位錐形套的工藝處理
　　定位錐形套的作用是固定軸承23028E和軸承23032E在軸承套筒內的相互位置。定位套外圓是圓柱面，內孔是錐面，裝配后與輸出軸上的錐面完全貼合，寬度正好是兩軸承在軸承套筒內的距離。裝配時，先裝軸承23032E和軸承套筒，接著裝定位錐形套，Z后裝23028E。為了防止裝配定位套時，小端孔被打腫劃傷軸頸，將錐面小端孔光車放大，使其直徑大于軸徑尺寸。這樣，就能避免裝配時人為劃傷配合的軸頸表面，保證裝配質量。
　　3.2 輸出軸線的對中及可調整量的分析和計算
　　齒輪箱輸出軸與工作軸通過齒形聯軸節聯接，而該齒形聯軸節的齒面又是圓弧形的，所以該齒形聯軸節允許兩軸線有較大的角位移（可達3°）。如果軸線偏差在3mm以內，可基本不用調整。但在實際軸線校中時，為減少工作時聯軸節齒面的不必要磨損和減小支撐軸承額外加的負荷，應盡量將軸線偏差控制在較小范圍內。因為調整齒輪箱和柴油機的工程量非常巨大，原則上不能調整。因此要進行軸線調整只能調整工作齒輪，而工作齒輪受齒側間隙限制可調整的空間非常有限。如果有調整的可能，則以齒輪箱輸出軸為基準，調整工作齒輪軸，以盡可能減小軸線偏差。工作齒輪副有多大的齒側間隙，工作齒輪軸就有多大的調整空間。如果工作齒輪副的側隙較大，且齒輪箱輸出軸與工作軸的偏差可調，則可考慮調整工作齒輪軸的位置，以盡可能保證兩軸同軸度。但調整的前提是必須保證齒側Z小間隙，以避免加大齒面磨損。齒輪箱輸入軸的轉速為620r/min，Ⅰ-Ⅱ級減速比約為0.257，正傳動Ⅱ-Ⅲ級間的減速比為0.246，逆傳動Ⅱ-Ⅲ級間的減速比約為0.75，因此正傳動輸出轉速約為39.06r/min，逆傳動輸出轉速約為119.47r/min。工作齒輪正傳動時的轉速約為1.2m/s，逆傳動時約為3.68m/s，它們均小于10m/s，屬低速傳動。如果齒輪副是油潤滑，則保證低速傳動正常潤滑所需的Z小側隙為0.30，而工作齒輪副是露天傳動，工作時用甘油潤滑，故間隙應加大至0.60mm左右。工作齒輪副的中心距約為1800mm，假設齒輪工作溫度與標準溫度相差20℃則保證變形的Z小側隙約為0.27mm，因此工作齒輪副的側隙Z好保持在0.60+0.27= 0.87mm左右，Z小不能小于0.57mm。
　　4　安裝時注意事項
　　1）軸承23028E安裝時，不能伸出軸承套筒端面，否則軸承的內外圈與氣脹離合器內摩擦筒的端面全接觸，會導致逆傳送時傳動功能的喪失。
　　2）輸出軸與工作軸通過齒形聯軸節聯接，該種型式聯軸節允許兩軸線的同軸度有較大的變化。但在實際軸線找正時，應盡量將軸線偏差控制在較小范圍內，以減小工作時聯軸節齒面的不必要磨損和減小支撐軸承額外增加的負荷。
　　3）軸承套筒及軸承內外圈，均是薄壁零件，其尺寸受溫度變化的影響較大。測量時，必須在同一溫度環境下測量各配合零件的尺寸，以消除溫差變化對配合尺寸帶來的不利影響。 
　　5　結論
　　主減速齒輪箱輸出軸經恢復尺寸上船安裝后，作運轉試驗。整個運轉過程平穩、順暢，完全消除了修前存在的非正常磨損問題，為船東解決了老大難問題，并創造了可觀的經濟效益，受到船東高度肯定和好評。
　　參考文獻
　　[1]楊可禎,等.機械設計基礎[M].高等教育出版社,1979.
　　[2]廖念釗,等.互換性與技術測量[M].中國計量出版社,1989.