某公司生料立磨采用德国莱歇磨，配置主减速机为日本住友制造的BPP176S立式减速机，2009年投入使用，期间只对该减速机进行过简单维护保养，未曾进行拆解检修。公司于2023年2月中旬开始对该减速机进行现场大型维保。整机开箱后检查，发现减速机二级行星轮轴承跑外圈，轴承外圈与行星轮内孔均有磨损的现象。在国内外同类大型立式减速机的使用实践中，一、二级行星轮内孔磨损时有发生，但轴承外圈同时发生磨损的情况则较为少见，并且其磨损程度还甚于行星轮内孔。针对这一异常情况，开展了专业检测和分析，对此现象产生的根源进行了初步分析研究。对磨损的二级行星轮内孔进行了修复，更换新的轴承。
1、减速机规格型号与结构
BPP176S立磨减速机由箱体、行星架、齿轮、轴和轴承等组成（见图1），功率3?150kW，输入转速990r/min，输出转速25.93r/min。内部传动系统分为三级，第一级为锥齿轮副传动，第二、三级皆为行星轮系传动结构。
图1BPP176S立磨减速机结构
2、行星轮及轴承损伤情况及分析
整机开箱检查，该减速机总体情况良好。在二级行星轮内装有两个22248BL1C3球面滚子轴承（NTN），中间由内外隔圈分隔，轴承整体拆卸后现场检查结构完整正常，滚动体光滑无异常，轴承滚道光滑无点蚀；但二级行星轮轴承跑外圈，行星轮内孔和轴承外圈同时磨损（见图2）。
图2二级行星轮内孔和轴承外圈的磨损
2.1二级行星轮内孔的磨损
对二级行星轮内孔磨损的部位反复检测，数据如下：行星轮内孔未磨损部位（对应轴承油槽处）直径为Φ440-0.17-0.18，磨损部位直径为Φ440-0.10-0.11，磨损量约0.07mm。内孔的磨损状态并未像通常的那样配合表面磨成镜面，或者配合面呈现出凹凸不平沟槽特征，而是整个配合面发暗并附有点、块状碳化黑斑，四个行星轮内孔磨损量基本一致。
2.2二级行星轮轴承的磨损
轴承外圈磨损严重，经过反复检测，外圈直径为Φ440-0.11-0.12，按通常出厂时为Φ440+0-0计算，磨损量达到0.11~0.12mm。经过初步检测，轴承游隙值为0.30mm左右。通过查阅资料，新轴承理论游隙在0.24~0.32mm之间，表明现有轴承游隙值仍在标准范围内。轴承外圈的磨损和行星轮内孔的磨损相同，都是表面发暗并附有点、块状碳化黑斑，四个行星轮轴承外圈磨损量基本一致。
2.3磨损分析
2.3.1材料方面的分析
通常情况，为保护轴承，要求是行星轮内孔硬度小于轴承外圈硬度。针对轴承外圈磨损量大于行星轮内孔磨损量情况，我们对行星轮齿面硬度、行星轮内孔硬度及轴承外圈硬度进行了全面检测，检测仪器为EH-180型里氏硬度计，检测数据大致如下：行星轮齿面800~820HLD，行星轮内孔770~780HLD，轴承外圈810~825HLD。将里氏硬度折算为洛氏硬度，分别为：行星轮齿面60~62HRC，行星轮内孔57~58HRC，轴承外圈61~63HRC，硬度符合要求。根据以上检测结果初步推测：原厂家行星轮内孔是渗碳淬火，然后采用优质合金刀具车削后磨削成型。
通过广泛查阅金属材料摩擦与磨损相关技术文献获悉：金属材料的耐磨性可以由材料的硬度来衡量，材料的硬度反映了材料抵抗物料压入表面的能力。硬度高，物料压入材料表面的深度就浅，切削产生的磨削体积就小，即磨损就小，耐磨性就高。同时，金属材料耐磨性还与金属材料的晶体互溶性、强度、摩擦形式、温度等也有关系。通过对影响耐磨性的诸多因素分析来看，虽然轴承外圈表面硬度比行星轮内孔略高，也可能存在行星轮内孔磨损量反而小于轴承外圈表面磨损量的现象。
2.3.2轴承外圈与内孔配合方面的分析
通过测量数据可以看出，二级行星轮内孔为Φ440-0.17-0.18，NTN轴承理论外径值Φ4400-0.045，但通常制造者加工都比较谨慎，加工时基本都会遵从最大实体原则以避免次、废品产生，轴承外径公差基本都会在0~0.01mm之间。检测拟更换的新轴承数据，轴承外径为Φ440+0-0，因此估算原轴承外圈与行星轮内孔配合过盈量主要集中在0.16~0.18mm之间。
行星轮轴承跑外圈的直接原因就是行星轮轴承滚子与滚道之间的滚动摩擦力，超过了行星轮轴承外圈与行星轮内孔之间过盈配合的固持力，或者行星轮轴承外圈与行星轮内孔之间间隙配合的滑动摩擦力。
常规设计，轴承外圈配合的原则有两种：一是相对于载荷方向旋转的外圈应选择过盈配合或过渡配合，相对于载荷方向固定的外圈应选择间隙配合；二是载荷的类型和大小，当受冲击载荷或重载荷时，一般选择比正常、轻载荷时更紧密的配合，对于向心轴承载荷的大小用当量动载荷Pr与径向额定动载荷Cr的比值区分。
对于本台减速机，按照减速机铭牌参数，通过计算得知，额定工况下二级行星轮载荷Pr=345.2