彭 涛
人福普克药业（武汉）有限公司
湖北 武汉 430206
摘 要：针对GMT-600型液压升降式明胶配制罐在生产中出现的主轴传动轴承破损、主轴轴承位短期性磨损等故障，通过分析在操作、维修该设备时所发现的问题，提出了维修方案及改进措施。
关键词：胶液配制；主轴磨损；搅拌桨；维修；改进
0 引言
我公司在2012年从韩国CHANG SUNG SOFTGEL SYSTEM LTD.引进了两台GMT-600型液压升降式明胶配制罐，用于软胶囊生产用明胶液配制。但是，使用一段时间后，该设备发生了主轴传动轴承破损、主轴轴承位短期性磨损等故障。本文将对此问题进行分析，并提出相应的维修方案与改进措施。
1 设备介绍
GMT-600型液压升降式明胶配制罐的溶胶站主轴，一端依靠链轮式联轴器与电机轴相连，另一端通过轴承座支撑，靠近轴承座的输出端是一个模数为3、齿数为20的圆弧齿轮Z1，齿轮Z1把动力传递给模数为3、齿数为30的上下两个圆弧齿轮Z2、齿轮Z3，圆弧齿轮Z2通过内轴（实心）把动力传递给中心搅拌桨，圆弧齿轮Z3通过外轴（空心）把动力传递给框式搅拌桨。
图1是该设备溶胶站结构示意图。两根搅拌桨的轴同心，实心内轴被包在空心外轴之中。启动设备，在齿轮系的传动下，溶胶罐内的框式搅拌桨正转、中心搅拌桨反转，在生产工艺条件下，把罐内的明胶混合物配制成合格的流体状明胶液。
2 故障描述
GMT-01、GMT-02溶胶站的主轴在靠近齿轮端部分出现了严重磨损，该处轴承破损，轴卡也不见踪迹。此现象说明，主轴在该处所承受的负荷严重不均匀，其中一边承受的负荷远大于该轴承的载荷能力，长期超重负荷运转，将轴卡磨尽，使轴承损坏，失效的轴承不能正常运转，主轴的轴承位处也磨出了一个沟槽。同时，GMT-02溶胶站的传动齿轮系还有轻微损伤。齿轮系在设备生产运行时，经常会听到明显的冲击性噪音。
3 原因分析
笔者在生产操作、维修时通过观察与分析该设备发现，造成主轴负荷严重不均匀的原因如下：
3.1 齿轮装配时中心线没对齐，导致齿轮啮合不到位
该设备自2012年购入投产后，已经更换设备主轴两次。在2016年12月的设备维修时发现：电机轴和主轴上的联轴器靠背轮存在着高度差，不在同一水平线上，齿轮Z1、齿轮Z2、齿轮Z3啮合不到位。其中：（1）GMT-01溶胶站的齿轮Z1与齿轮Z2齿根在垂直方向基本重合，但齿轮Z1的齿顶与齿轮Z2的齿根有明显的错开间隙，而齿轮Z2相对齿轮Z1明显上移，如图2所示，用手摸齿轮Z1与齿轮Z3齿根基本重合无间隙，齿轮Z1与齿轮Z3啮合正常。（2）GMT-02溶胶站的齿轮Z1中心线虽处于齿轮Z2与齿轮Z3的中点位置，但齿轮Z1整体向左偏移（偏向轴承端），即传动时齿轮Z1的齿顶与齿轮Z2、齿轮Z3齿根啮合，导致该齿轮系没有正确啮合，使齿轮系有一定程度的磨损，如图3所示。而溶胶站的齿轮系正确啮合应如图4所示。
3.2 齿轮系箱体与设备没有固定好
该设备用四个M16长螺栓，从上而下穿过齿轮系箱体与上箱体，并延伸进入到胶罐盖中。但是，螺栓上有与胶罐盖锁紧的螺母，却没有把齿轮系箱体与上箱体锁紧在一起的螺母。在一次维修时，制造商在两个螺栓上各增加了一个螺母用于锁紧齿轮系箱体与上箱体。按理螺栓上有锁紧螺母，应该能锁紧齿轮系箱体与上箱体，但是装配人员没有把锁紧螺母锁在正确的位置，设备组装后也无人对设备的安装进行全面复核，导致此处安装失误。
3.3 电器控制方面存在设计缺陷，人员操作不当
溶胶罐高度不一，高度在（151±1）cm，有的罐口变形后不平整。升降液压站安装有上限位开关，但没有下限位开关。液压站下降时，附着在液压站上的胶罐盖也随之下降，当固定在溶胶站上的盖子与移动式溶胶罐的罐口接近时，接合处会有一丝缝隙，即使没有缝隙，有些操作人员还会一直按住控制面板上的下降按钮，使液压站继续下降，直到液压站不能继续下降为止。由于溶胶罐下方有支撑，上箱体和胶罐盖不再下降，搅拌轴在溶胶罐的支撑下，会基本与地面垂直，而主轴的输入端电机，在重力作用下继续下降，齿轮系箱体与上箱体因没有很好地固定而被顶离上箱体，最终导致主轴前高后低，使主轴受力不均匀，轴承承受主轴的负荷后，导致轴承及轴卡受损，主轴磨损。
4 维修及改进
4.1 加强操作培训，增加下限位开关
加强对操作员工的培训，确保操作员工正确操作设备。在进行液压站下降操作时，当溶胶站上的胶罐盖与溶胶罐口接近后，就不要使液压站继续下降，让他们明白，由于胶罐盖与溶胶罐口在使用过程中发生变形，二者接触后有些位置有少许缝隙是正常的，当启动真空后，在负压的作用下，胶罐盖与溶胶罐的上端口就能紧密接合，不会漏气，可以正常生产。
为避免操作人员操作不当，可在设备上安装下限位开关，使液压站下降到合适的位置即自动停止，保证主轴在运行时基本保持水平。
4.2 更改GMT-01溶胶站衬套尺寸
在溶胶站齿轮安装时，先装齿轮Z3，再装主轴和齿轮Z1，以齿轮Z3为基准，调整好齿轮Z1的位置，锁紧齿轮Z1，最后安装齿轮Z2。
安装GMT-01溶胶站的齿轮Z2时，发现齿轮Z2向上偏移，齿轮Z1使其齿顶与齿轮Z2的齿根存在着明显的间隙，拆下齿轮Z2，取下衬套，根据间隙计算后，上车床把衬套切除0.55 mm，重新安装衬套和齿轮Z2，使GMT-01溶胶站的齿轮Z2与齿轮Z1分度线重合，以保证两个溶胶站的齿轮系安装都能够达到图4的效果。
4.3 用钢圈替代轴卡，确保轴承位置不变
安装好齿轮系后，用游标卡尺分别测量GMT-01、GMT-02溶胶站的齿轮Z1到齿轮端轴承的距离，根据测量的尺寸，加工内径45 mm、外径55 mm的钢圈厚度分别为10.6 mm、11.5 mm，拆下主轴和齿轮Z1，把加工好的钢圈安装在主轴上轴承与齿轮间，并锁紧齿轮和钢圈，确保轴承在主轴上位置不变，使齿轮系正常啮合。
4.4 调整好电机、主轴与齿轮系箱体的相对位置
根据联轴器两个轮的高度差，垫高电机的高度，消除电机轴和主轴的联轴器上两个靠背轮间存在的高度差，使二者处于同一水平面，再调整电机、齿轮系箱体在上箱体中的纵向位置，使二者在同一轴线上，最后紧固好电机、齿轮系箱体。
4.5 固定齿轮系箱体
把齿轮系箱体与上箱体、胶罐盖连接螺栓上的螺母上移到上箱体下方，把螺母锁紧上箱体下方，即把齿轮系箱体锁紧在上箱体上，齿轮系箱体固定好，确保齿轮系箱体与上箱体成为一个整体。固定一体后，配料时上箱体的最后下降高度也会受到限制，这样能更好地保证主轴在工作时的水平度。螺栓上螺母锁紧后，螺栓不会移动，胶罐盖也能被固定。
5 结语
GMT-600型液压升降式明胶配制罐经过维修后，设备在生产运行时，齿轮啮合声音平稳，维修半年后，拆卸齿轮箱体上端盖进行检查，发现主轴、轴承状态正常，无受损痕迹，齿轮Z1与齿轮Z2、齿轮Z3啮合位置未变，证明改进措施切实可行，达到了预期目的。
作者简介：
彭涛（1969—），男，湖北人，高级维修技师
研究方向：
设备维护、维修。