临清市邦纳轴承有限公司   

大型水泥磨主减速机隐患的低成本排查处理

2021-01-12

张松平

(湖南韶峰南方水泥有限公司)

前言

某公司200万t水泥生产线系统,由2套ф4.2m×13m磨机组成,配套的主减速机均为国内知名的某齿轮箱有限公司上世纪80年代所开发的JS150型产品,其主要技术参数:输入功率3550kW;输入转速744r/min,速比47.2952:1,配套电机:型号YR900-8,额定功率:3550kW,额定电压6000V,额定电流:412.9A。

该两套磨机系统自2010年投入生产以来一直运行平稳,2015年9月20日,巡检工在例行的设备巡查过程中,发现2号机的主减速机其运行响声与1号机及以往比有稍稍增大的迹象。针对存在的问题,分厂随即成立专业的技术小组,通过系列的排查处理,在较短的时间内安全、有效的将事故消除在萌芽状态中。

01 问题排查及维修方案

1.1 初步判断

首先通过停机揭盖观察各齿面接触与磨损情况,各齿面接触良好;详细了解前期润滑情况,其油泵油量、压力、油质一切正常;查证中控仪表各振动、温度、电流等显示及曲线,均未见异常。

然后改换专业的VM22测振仪对其减速机上各轴承位进行检测时,发现其靠联轴器端高速轴承位加速度出现了异常,达50m/s²左右,判断此减速机如继续运行将存在较高的设备安全风险。

隐患发生当期为公司水泥生产的旺季,同时对此功率双分流结构的大型减速机本公司无此设备维修经验,而如果延期处理或带隐患运行将极有可能酿成重大的设备事故。最后综合各因素决定成立专门技术维修小组,自行组织本公司维修力量完成此项工作。

1.2 隐患主机结构分析

查证原始技术资料:此系列减速机采用中心传动、功率双分流、扭力轴均载,两级减速对称布置的结构形式。主齿面均经渗碳、淬硬后磨齿、齿形及齿向修整,齿轮精度达GB100095之6级以上,壳体结构为大型焊接结构钢性箱体,其内部承载采用多自由度薄壁滑动轴承加高速齿轴的圆盘推力轴承,整个监控系统采用PTl00端面铂热电阻,通过多路温度巡检仪对所有轴承温度进行显示监控,并采用集中稀油润滑系统,对各轴承、齿轮进行润滑。

通过对主机性能、结构、原理的分析,要顺利完成本次检修任务,其一,严格按各项检修标准实施所有工作;其二,找出隐患发生的根本性原因,并彻底处理好问题;其三,提前考虑拆扭力轴将可能碰到的一些难度;其四,所有的设备,特别是双分流齿轮的位置均不能移位,因为,原各齿面配合、轴瓦在生产厂家已严格配对组装;其五,强调整个检修过程中的所有安全细则。

1.3 轴承配件的准备及零部件吊装方案的确定

通过揭开高速轴联轴器端轴承端盖,可查实,该轴承为23248CAME 4SN轴承,由于本机已运行5年且高速轴承为里外两轴承支撑,故进货时必为2件,即无论好坏必成对更换,且必须为国际知名轴承品牌,同时采购回来后须对轴承的各项技术参数作全面的检测。

由于此设备处于5m高处,采用了钢梁顶棚结构,钢梁型材采用薄型槽钢,不能作吊梁用,而掀掉顶棚,拆除后再恢复,其完整性将遭破坏,耽误时间及消耗成本,而减速机顶至雨棚又有一定吊装高度。于是,项目组找来专业的吊车技工,就吊车位置的摆放、配重的大小、臂伸的长度、钢绳的大小、被吊零件的重量等均经过精确查证与计算,提前制定方案:用公司一台25t加2t钢球配重及50t汽车联合吊装,可不用拆除顶棚即可解决所有被拆零件的吊装,有效缩短了整个检修至少1~2天。

02 具体实施

2.1 施工人员及工器具准备

人员准备:施工员1人、安全员1人、钳工4人、起重工3人、焊工1人。

工器具准备:25t,50t汽车吊各1,钢绳数根、钳工工具包括各种扳手、锤子、抛光机、葫芦、油顶、吊耳、氧气、乙炔等。

场地准备:停机前将主电机停电拉闸、并挂安全牌,布置并清扫待拆卸后各配件摆放处。

2.2 拆卸施工

首先解开减速机上壳体所有螺栓,前后端盖螺栓拆除,25t及50t吊车摆好位置并联合将上壳体吊出,再拆除各温控、振动等连线,并加以保护以免损坏,然后拆除所有润滑油管。再拆除扭力杆、输入级大齿及高速轴组件,注意将高速齿及左右两边输入级大齿相啮合的位置,用油漆打好记号,利用工具将一边扭力杆两端固定销子逐一拔出,并编号?待全部拆出后,拆除电机接线盒,以利于扭力杆一次性脱出,拆除扭力杆,再拆除一边输入级大齿轮轴瓦顶盖,利用吊车拆除一边的输入级大齿轮,并在向上位置均用油漆打好记号,以利后续原位回装。在一边输入级大齿拆除后,即可轻松将高速齿及轴承整体拔出,利用叉车倒转入专业安装工棚,卸下联轴器及轴承。

在工棚将高速轴轴承解体后,发现无载端轴承只是游隙稍稍偏大,证明无载?轴承不是问题所在。而当拆除靠联轴器有载端轴承时,发现此处轴承靠外轨道整圈磨损、点蚀比较严重,从而找到了引起检测时加速度变化的根源。

2.3 高速轴组件的回装及遇到的问题

在按工序将原所有轴承拆除、清洗后,接着进行新轴承的安装。安装后各新轴承在自由状态下,最大游隙为0.30mm,手工盘动各轴承滚道回转自如,各工序均符合检修标准,但将高速轴承组件全部组装完,并复位至减速机上,各外圈顶盖复位紧固后,用人工盘动各滚珠保持架时发现靠联轴器轨道滚珠较紧,其余三列均有松动。判断应为轴承安装后游隙发生了一定的变化,也就是4列滚道中只靠外一列轨道出现点蚀故障的原因。

形成上述故障的原因,其一,可能主要来自原设备孔加工刀具所产生的误差;其二,可能是由于其构件应力变化的微量变形所致。如彻底处理,必须将整个减速机底座送专业机床上重新找正加工,难度大、费用高;如不处理,该列轴承点蚀的隐患或烧坏轴承故障将会继续出现。最后,制订了以机械维修中常见的轴承外圈铅丝法方案,即在此轴承和轴承座结合面分别放置铅丝,装上轴承座上盖均匀压紧轴承座螺栓,紧固完毕后,松开全部螺栓,取出铅丝,用千分尺分别测量其厚度,平均值代数差即为轴承座与轴承之间的间隙或过盈值。根据数值决定其是否为轴承座结合面加铜皮还是轴承外圈加铜皮,即可初步消除由于轴承滚珠偏紧而引发的点蚀、磨损等现象的发生。此次处理中,经计算为轴承座两边均加0.30mm薄铜皮,试机及后续几个月的负荷生产跟踪表明,先期隐患处轴承温度、振幅均保持良好,从而确定此简单方案的正确性。

2.4 零部件回装注意事项

首先在安装前,应将下箱体所有零部件彻底清理干净,用压缩空气吹干表面,确保安装的清洁度,特别是轴承绝对不能掉入铁屑、灰砂及其它异物。同时应仔细检查对轴承和齿轮组件端面的同组标记和方位标志,确认无误后方可安装,以免造成返工及零件损坏。

其次对于输入轴组件,应先将半联轴器装入输入轴上,注意安装前应将O型橡胶密封圈和轴承挡圈套在输入轴上。将已清洗干净的输入轴组件水平吊起,缓慢地将两端轴承放在轴承座孔内(滚动轴承内注入少量润滑脂),将齿轮端面左右印记套上,将扭力杆、各上盖回装均匀紧固。整个减速机基本安装到位后,再重新利用激光对中仪或千分表精确找正电机与减速机联轴器的径向与轴向的偏摆量不得大于0.1mm,建议最好控制在0.05mm以内。

另外,对于电机与减速机采用的是弹性柱销式联轴器,必须密切注意胶圈的加工误差。此次检修时对前期运行老化的胶圈进行了全部更换,而找正、螺栓紧固后,试机时电机轴瓦温度突然出现高报跳机现象,最后经过排查:其主要原因是由于胶圈加工误差,即新胶圈比原胶圈长度增加了2mm,故紧固时将主电机轴强行牵引,造成整个电机轴向移位,形成轴径对轴瓦的摩擦、发热。

03 结语

本次设备隐患的突发性、检修的经验值、设备的空间受限给抢修带来的一定的难度,然而经过我们低成本、安全、细致、扎实的开展工作后,整个抢修工作只用了短短4天。抢修后跟踪观察,截止2016年10月,其连续稳定的运行,足以证明是一次非常成功的低成本、安全抢修实例。

作为水泥生产企业,设备的长效、连续、稳定运行是我们不断追求的目标,然而,善于发现生产过程中的隐患,并通过自身的努力及时安全有效的处理隐患,是我们现代新型干法设备管理工作中所应具备的能力。

来源:《水泥工程》2017