毛偉遜 張鐵(tiě)軍
(檢修公司鍋爐隊)
摘 要:文章就(jiù)磨(mó)煤機傳動(dòng)機振動故障問題進行了(le)係統分析,找出了傳動機振動故障發生的原(yuán)因並采取適當的處理方法消除了故障,保障了磨煤機(jī)的安(ān)全運行。
關鍵詞:低速磨煤機傳動機;振動故(gù)障;處理方法(fǎ)
0 概述
我廠三四期機(jī)組為200MW容量機組,其中每台(tái)機組機製粉係統(tǒng)采用四台DTM350/600筒式鋼球磨煤機,製造廠(chǎng)商為北京電(diàn)力設(shè)備廠。5號機組4台磨煤機在1983年12月31日Z早投入運行(háng)。在實際工作中,磨(mó)煤機傳動機振動故障頻發,製約著磨煤機的安(ān)全運行,經常出現機組限負荷。因此找出傳(chuán)動機振(zhèn)動故障的(de)原因,采取(qǔ)適當的處理方法(fǎ),消除傳動機振動故障,方(fāng)能保障磨煤機安全運行,提高機組的安全性和經濟性。
1 設備規範:
1.1 磨本體:
筒體有效長度為——600cm
有效直徑——350cm
轉速——17.69r/min
Z大(dà)裝球量——53t
有效(xiào)容積57.73m
3
出力——30t/h
1.2 傳動機:
大齒輪——齒數190,碳素鑄鋼(gāng)ZG45I,模數(shù)26mm,壓力角α=20°
小齒輪——齒數23,合金(jīn)調(diào)質鋼35SiMn
軸承——型號3644(Φ220×Φ460×1450)
1.3 電動機(jī):
型號——JSQ158-6 2台
額定功率——550kw/h
轉速——985r/min
2 磨煤機傳動(dòng)機存(cún)在的問題
自2002年起,我廠磨煤機傳動機共檢修49次(cì),振動故障(zhàng)存在問題總共分3大類:
(1)齒輪傳動(dòng)不良引(yǐn)起振動;
(2)軸(zhóu)承故障引起振動;
(3)聯軸器故障、地腳螺栓鬆動等外部原因引起振(zhèn)動。
在2012年上(shàng)半年傳動機便進行大修(xiū)兩次,分別為#5丙(bǐng)磨煤(méi)機南側傳動機大修和(hé)#6丁磨煤機北側傳動(dòng)機大修。傳動機振動過(guò)大故(gù)障不僅影響著磨煤機設備本身安全運行,同時降低了磨煤機工作效率。例如(rú)#5丙磨南側傳(chuán)動機振動超標引起傳動效率降低,直接(jiē)導致南側(cè)#1號電機電流增大,如曆史趨(qū)勢圖(2-1)所示,大修前#1號電機與#2號(hào)電機電流峰值差為2A。

(2-1)
#5丙磨南(nán)側傳動機大修過後如趨勢圖(2-2)所示,#1號電(diàn)機與#2號電機電流峰值差為1A。

(2-2)
通過比較曆史趨勢圖,過大修後#1號電(diàn)機耗電量減少1A,降(jiàng)低了廠用電,提高了機組經濟性。
3 引起傳動機振動過大原因淺析及處理方法
3.1 齒輪傳(chuán)動不良引起振動
傳(chuán)動機齒(chǐ)輪、筒體大齒輪齧合不良,過度磨損會引起齒輪失效,使振動增大。
3.1.1 齒輪(lún)折斷引起振動
齒輪折斷(duàn)是傳動(dòng)機傳動失效的(de)重大(dà)事故之一,其引(yǐn)發原因也有很多,大體可以歸納為以下幾點:
3.1.1.1 因過載發生齒輪折斷
常態下,齒輪過載折斷(duàn)的情況極少發生,但在電動機繞組損壞時,兩側(cè)電動機出力不均情況下,易導(dǎo)致單側傳動機過載,從(cóng)而(ér)發生齒輪過載折斷現象。斷(duàn)裂後由於齒輪受力不均,將導致齒輪跳動,使壞齒傳動失(shī)效。在磨煤機運行時,兩台電機需運(yùn)行平穩,電流相差不大於2A。
3.1.1.2 因(yīn)疲勞發生齒輪折斷
傳動機齒輪與大齒(chǐ)輪傳(chuán)動(dòng)比i=8.26,雖然小齒輪(lún)表麵淬火(huǒ)處理後(hòu)硬度為HRC40~45比大齒輪硬度略大,但傳動機齒輪扭矩小,彎曲強度較低,且受載次數較多,導(dǎo)致傳動時小齒(chǐ)輪疲勞折斷概率增大。在齒輪單側(cè)工作時,根部彎曲應力一側為拉(lā)伸,另一側(cè)為壓(yā)縮,齒輪脫(tuō)離齧合是,彎曲應力為零,當脈衝式(shì)彎曲應力的峰值超過(guò)彎曲疲勞極限時(shí),齒根部分將產生(shēng)疲(pí)勞裂紋,隨著裂紋逐漸擴張,將產生疲勞折斷。然而(ér)在生產中,Z為常見的(de)齒輪折斷原(yuán)因則為意外行疲勞折斷,由於傳動機和大齒輪齧合采用開式齒輪,在磨煤(méi)機運行時,如端蓋封頭螺(luó)栓(shuān)鬆動或斷(duàn)裂,則會導致磨體中硬物掉落(luò)在齒輪齧合麵上,將齒(chǐ)輪硌傷,齒輪淬火(huǒ)麵被破壞,齒輪受力不均勻,強度下降。此時齒輪齧合跳動增大,導致傳動(dòng)機振動超標,並伴有周(zhōu)期性的雜音聲,如發現不及時(shí),將極有可能導致齒(chǐ)輪折斷。例如在2011年#6丁磨檢修中,北側傳動機檢測振(zhèn)動超標,振動達0.15mm,晃動達0.18mm,並伴有(yǒu)清脆的雜音,經檢(jiǎn)查為傳動機齒輪疲勞折斷。更換新(xīn)齒輪後,振動缺陷完全消除。
3.1.1.3 因兩齒軸線不平行發(fā)生齒輪折斷
用(yòng)著色法檢查傳動機齒輪與大齒輪齧合時,兩周先不平行同時歪(wāi)斜(xié),齒側間隙較大,導致單麵偏接(jiē)觸:齒輪圈上接(jiē)觸區呈三角形(xíng)或梯形,齒輪單邊受力大,整體齒(chǐ)輪齧合(hé)呈“三叉”式,齒輪端麵與會裝中心線不垂直,形成遊離接觸。長期(qī)運行造成齒輪單邊磨損(sǔn)嚴重,齒輪端麵跳動(dòng)誤(wù)差增大。齒輪承受(shòu)重載或頻(pín)繁啟停機組(zǔ),導致齒輪單邊過載(zǎi)折斷。應對磨煤機軸係進行中(zhōng)心校核找正(zhèng),保證齒側間隙在0.25~0.60mm,大齒輪與傳動及齒輪齧合延齒長不小於85%,延齒高方向不小於65%。兩齒輪中心(xīn)距誤差不得超過0.15mm,消除傳動機齒輪軸
傾斜偏差,使(shǐ)軸係基本平行中心線,改善大小齒輪齧合狀態。
3.1.2 齒輪膠合引(yǐn)起振動
傳動(dòng)機(jī)與磨體大牙輪的(de)傳(chuán)動屬於低速重載傳動,因此齒麵間潤滑油膜不易(yì)形成,齧合區常(cháng)因缺少潤(rùn)滑(huá)溫(wēn)度升高而引起(qǐ)潤滑失效,致使兩齒麵直接接觸並相互粘連,當齒輪轉動時(shí),齒麵(miàn)較軟(ruǎn)的齒輪沿滑動方向被撕下而形成溝紋。導致齒輪齧合不良,齒輪摩擦力增大,瞬時傳動比跳動增大,齒輪載荷分布不(bú)均出現齒麵跳動。齒輪膠合Z明(míng)顯的表現為齒輪幹燥,傳動機齒輪箱觀察孔溫度高,且傳動(dòng)機噪(zào)音增大,傳動機(jī)振動超標。應縮短噴油潤滑周期(qī),保證噴油嘴(zuǐ)通常,風壓正(zhèng)常,以確保噴油能正常噴(pēn)至齒輪齧合區。
3.1.3 齒輪磨(mó)損引起振動
當磨煤機(jī)筒體出現甩粉時(shí),煤粉、碎(suì)鋼球(qiú)等(děng)雜質極易進(jìn)入齒麵(miàn)間,煤(méi)粉和碎鋼球進(jìn)入齒間麵後(hòu),將堆積(jī)到齒(chǐ)根基圓部(bù),這些不僅破壞齒根還(hái)會破壞(huài)相齧合的齒輪的(de)齒麵和齒頂,嚴重(chóng)時將(jiāng)會在齧合時將兩齒輪頂(dǐng)起,導(dǎo)致齒頂間隙增大,齒輪齧合麵變小,齒麵磕傷,並且使傳動機軸(zhóu)承出現水平應力,導(dǎo)致齒廓嚴重變形,使傳動(dòng)機振動嚴重,且噪聲大。應對齒(chǐ)輪(lún)齧(niè)合麵進(jìn)行清理,對齒(chǐ)廓變(biàn)形(xíng)區域進行打磨,並進(jìn)行(háng)淬(cuì)火(huǒ)處理,對軸係重新找正,保證齒頂間隙在1.5~2.5mm。如齒輪節圓處磨損大於30%,則可以(yǐ)考慮將磨煤機改為反轉或更換齒輪。
3.1.4 筒體大齒輪半齒圈結合麵間隙過大引起振動(dòng)
筒體大齒輪由(yóu)兩個半齒圈組合而成,半齒圈連接螺栓鬆動(dòng)會(huì)導致半齒圈結(jié)合麵間隙過大,導致大齒輪端麵與筒體中心線不垂直,大齒輪端麵誤差增大,工作時齒輪端麵跳動強烈,一般伴有周期性的振動和雜音。在(zài)檢修(xiū)中應把間隙控(kòng)製在(zài)0.10mm之內,如單側間隙過大,可在間隙部位加墊片找平(píng),並重(chóng)新調整連(lián)接螺栓,消除齒輪端麵誤差,減少兩半齒圈不平(píng)行度(dù)。
3.2 軸承故障引起振動
傳動機軸承為3644調心滾子軸承,當軸承或軸(zhóu)損壞或安裝檢修工藝不符合要求時,則會引起軸和(hé)軸承振(zhèn)動過大。
3.2.1 軸承與軸過(guò)盈(yíng)配合緊力不足而(ér)引起振動
軸承與軸配合方式為過盈配合其配合之間有0.02mm~0.03mm的緊力。隨著軸承老化當軸承(chéng)內套與軸(zhóu)的緊力不足時,導致轉動軸承與軸產生自由度,使軸承溫度過高,如喪失緊力,出現間隙,則會導致軸在軸承中串動,對軸承和軸肩造成磨損,使軸承振動(dòng)增大。
3.2.2 軸承磨損引起振動
若軸承有(yǒu)無麻點(diǎn)、裂紋、重皮等(děng)缺(quē)陷,表明軸承已出現(xiàn)疲勞磨(mó)損,導致軸承強度下降,摩擦力增大,軸(zhóu)承(chéng)麵凹凸不平,產生交替激振動。傳動機工作時承受重載,軸(zhóu)承滾子會產生磨損,導致滾子直徑大小不(bú)一,滾子直徑相差過大導致軸承轉(zhuǎn)動時導致徑向載荷分布不均,轉動時會導致軸承內套跳動。在低速重載下,軸(zhóu)承會(huì)產生永久變形,滾道表麵(miàn)形成凹坑,軸承內套、軸及各套件整體下移,導致(zhì)傳動軸與減速機低速軸不同(tóng)心。使軸承在(zài)運轉中產生劇(jù)烈振動和噪聲,以致軸承不能正常工作。應檢查軸承徑向間隙,當徑向間隙超過0.40mm需更換軸承。
3.2.3 軸承潤滑不良引起振動
軸承維護和保養不當(dāng)或潤滑密封不良使潤滑(huá)脂缺失或被汙染失效,引起(qǐ)軸(zhóu)承磨損、膠合、內外圈和保持架破損等現象,導致軸承溫度升(shēng)高,引起軸承劇烈振動。需向(xiàng)軸承添加(jiā)#3特種白色潤滑脂2公斤。
3.2.4 軸(zhóu)承座引起振動
軸承座與軸承之間須有補償間隙的,一般間隙在0.05mm~0.10mm之間,軸承座間(jiān)隙過小會導致軸承(chéng)受熱(rè)膨脹後由於受到緊力破壞軸承座和軸(zhóu)承,軸(zhóu)承(chéng)座間隙過大會導(dǎo)致轉子由(yóu)於(yú)齒輪瞬(shùn)時傳動(dòng)比(bǐ)不同而出(chū)現擺動,或出現軸承跳(tiào)躍現象。
3.3 聯軸器故障及基(jī)礎鬆動等外部原因引起振動
除了設備損壞外,有一些振動過大是因為機組長期運行(háng),導致傳動機各配合出現鬆動或細微移動而(ér)引起的,而設備本身並沒(méi)有出現明顯損壞,一般情況下,這些缺陷是可以通過檢修(xiū)消除或修正到正常值的。
3.3.1 聯軸器故障引起(qǐ)振動
傳動機與減速機采用彈性柱銷聯軸器,聯軸器與軸過(guò)盈配合,應有0.02~0.03mm緊力,聯軸器與軸配合間隙過大,聯軸器緊力不足,導致聯軸器(qì)滾鍵,聯軸器傳動失效(xiào)。應更換聯軸器及聯鍵,彈性柱消損壞也可引起強(qiáng)烈振動(dòng),當傳動機頻繁啟停或聯軸器與(yǔ)柱銷配合不當(dāng),易導致柱銷損壞,柱銷彈性下降,起(qǐ)不到緩和衝擊、吸收振動的作(zuò)用:柱銷嚴重損壞,甚至會導致(zhì)部分柱銷傳動失效,應及時更換柱銷。聯軸器軸套與外(wài)套默算、變形,導致柱銷傳(chuán)動性下降,柱消受力(lì)不(bú)均,壽命下降,應保障軸套與外套凹窩磨(mó)損不超過原直徑30%。
3.3.2 傳動機找正不達(dá)標(biāo)引起(qǐ)振動
聯軸器不(bú)同心是轉機檢修常見現(xiàn)象,檢修後中心找正不符合質量標準,使減速機低速(sù)軸(zhóu)與傳動機不(bú)同(tóng)心,導致傳動時兩軸之間(jiān)的(de)質量(liàng)不平衡,兩聯軸器間隙或徑向位移出現周期性的、忽大忽小的偏差,引發傳動機周期性強迫振動,其振動頻率與轉速相吻合。需對傳動機軸係重新(xīn)找正,保證傳動機(jī)對(duì)輪(lún)與減速機(jī)低速軸對(duì)輪水(shuǐ)平張口和垂直張口不得超過0.80mm,徑向位移偏差不得(dé)超過0.80mm。
3.3.3 地(dì)腳螺栓傾斜(xié)引起振動
地腳螺栓傾斜分為(wéi)台板地腳螺栓傾斜和軸(zhóu)承座地(dì)腳螺栓傾斜,在檢修後會裝傳動機時,由於地(dì)腳基礎不平或傳(chuán)動機位置變(biàn)化導致地腳發生傾斜,當地腳(jiǎo)螺栓鉛垂度大(dà)於1%後,由於螺母不能緊實,引起傳動機振動過大(dà)。澆築基礎時應注意保護地腳螺栓(shuān),避免發生傾斜。如已經傾斜,應在地腳(jiǎo)加(jiā)單側墊片將基礎(chǔ)墊(diàn)平。軸座地腳傾斜應檢查台板地腳孔是否能與(yǔ)軸座地腳對正,並進行銼修,檢(jiǎn)查地腳是(shì)否平整,有無坑窪現象,如地腳不平需加墊片找平。
3.3.4 地腳螺栓鬆動或損壞(huài)引起振動
轉機自身的振動、其他原因(yīn)引發(fā)的振動或螺栓預緊(jǐn)力和(hé)防鬆不夠、會導致轉機長(zhǎng)時間運行後地腳螺栓鬆動或(huò)損壞,傳動機振動增大。如(rú)今年上半年#6丁(dīng)磨南側傳動機台板螺栓發生塑變,螺栓被拉(lā)伸1~2mm,導致傳動機(jī)水平垂直振動達0.41mm,水平晃動(dòng)1.012mm,軸向振動0.19mm,振動非常(cháng)強烈,經過更換台板螺栓,振動(dòng)值已全部(bù)達標。
4 結束語
傳動機振動是實際生產中的常見缺陷,在(zài)這(zhè)裏篩選了幾(jǐ)種較為常見的情(qíng)況進(jìn)行分析,通過類似技術探討,盡(jìn)可能幫助我們在檢修及(jí)維護工作中綜(zōng)合考慮各方因素,提高檢修(xiū)工藝,探索更科學、更有效的缺陷處理方法,便於更及時、更徹(chè)底消除振動故障,避(bì)免製粉係(xì)統出現重大缺陷,對保障機組運行(háng),提高設備安全性及可靠性發(fā)揮積極作用。
參考文(wén)獻:
[1]機械(xiè)設計手冊(卷、第二(èr)卷).1992,9
[2]楊可楨,程光蘊.機械設計(jì)基礎(第四版)1998,6
[3]師中新,王俊偉(wěi).DTM型磨煤機軸承振動故障及現(xiàn)場處理措施.電力設備.2005.5.285
[4]孫國彬.低速鋼球磨煤機振動等故障的原因及解決方法.礦(kuàng)山機械.2010.8.76