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    MG-250型鋼球磨煤機振動故障處理對策

    2019-02-22 05:19:18付長兵王樹林梁敏茹齊孟偉
    設(shè)備管理與維修 2019年1期
    關(guān)鍵詞:毛氈球磨機齒面

    付長兵,王樹林,梁敏茹,齊孟偉

    (中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司,新疆克拉瑪依 834003)

    0 引言

    鋼球磨煤機(以下稱球磨機)是火力發(fā)電制粉系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之一,對制粉效果起著決定性作用。電廠鍋爐使用的MG250-320型鋼球磨煤機存在振動超標(biāo)問題。引起球磨機振動的原因較多,包括機組對中不良,聯(lián)軸器柱銷磨損,基礎(chǔ)螺栓松動,潤滑失效,大小齒輪磨損等,但是對于對中不良、基礎(chǔ)松動等問題,通過定期檢修和維護基本可以提前避免或及時糾正。檢查發(fā)現(xiàn)該機大小齒輪失效,磨損嚴重,齒面存在嚴重的疲勞脫落、變形等問題,是引起球磨機振動的關(guān)鍵因素,也是處理難度較大的問題。從齒輪失效問題入手,著重分析故障處理難點,提出針對性的預(yù)防及改進措施,為保證球磨機正常運行和維護提供經(jīng)驗。

    圖1 小齒輪點蝕

    圖2 大齒輪點蝕

    圖3 齒輪塑性變形

    1 球磨機振動主要原因

    (1)齒面磨損。磨煤機大小齒輪為開式齒輪傳動,采用毛氈對齒輪兩端面進行密封,運行環(huán)境煤粉含量較大,容易進入齒輪護罩內(nèi)部,吸附于齒輪齒面,引起齒面磨損。

    (2)齒面點蝕。球磨機屬于重載齒輪傳動,齒輪嚙合過程中,齒面受周期性交變接觸應(yīng)力作用,發(fā)生疲勞脫落,形成點蝕現(xiàn)象(圖1、圖2)。

    (3)塑性變形。齒輪在重載作用下,齒面材料所受作用應(yīng)力大于材料屈服應(yīng)力,齒面發(fā)生移動,引起齒輪發(fā)生永久性塑性變形,在齒輪節(jié)線處形成溝槽和凸起,現(xiàn)場檢查情況見圖3。

    (4)大齒輪變形。大齒輪直徑較大,由兩半大齒輪組成,由于加工誤差及受重載變形等原因,造成大齒輪節(jié)線成非圓曲線,引起齒輪嚙合噪聲及振動增大。

    (5)滾筒鼓包變形。球磨機滾筒內(nèi)襯板出現(xiàn)磨損、碎裂脫落后,滾筒中運轉(zhuǎn)的鋼球直接砸在滾筒外壁,造成滾筒鼓包變形(圖4),影響滾筒端面的飄偏,進而造成安裝在滾筒端面的大齒輪飄偏值增大,使部分齒輪嚙合不良,引起振動增大。

    (6)大小齒輪潤滑不良。大小齒輪嚙合時缺油,齒面直接接觸干摩擦,引起大小齒輪嚙合沖擊振動,加速齒面磨損。

    圖4 球磨機筒體鼓包變形的情況

    2 故障處理及對策

    2.1 大小齒輪處理

    大小齒輪在重載下長時間運行后,齒面磨損嚴重,當(dāng)磨損量達到齒厚的10%時,需對齒輪進行換向或更換。一般情況下對齒輪進行翻面,即將齒輪在軸線方向上進行換向。

    2.1.1 大齒輪翻面

    大齒輪為直齒且齒面只有一面磨損,翻面后在結(jié)構(gòu)上基本無變化,再考慮工程進度、工程量及施工成本等方面,大齒輪翻面為最佳方案。

    (1)大齒輪由2個半齒輪組成,安裝于磨煤機筒體端面法蘭上,齒輪分度圓直徑3800 mm,半齒輪結(jié)構(gòu)見圖5。半齒輪法蘭上有12個螺栓孔,其中2個為鉸制孔,孔徑38H7 mm,10個孔徑為41 mm,其余4個孔徑95 mm。

    (2)從半齒輪結(jié)構(gòu)圖可以看出,螺栓孔不是對稱分布,齒輪換向后,螺栓孔與原來同類孔的位置發(fā)生錯位。在大齒輪翻面過程中,會出現(xiàn)齒輪孔與筒體孔錯位情況。

    (3)大齒輪螺栓連接后,給一定的預(yù)緊力,保證大齒輪相對于筒體沒有徑向、端面跳動。筒體盤車,用百分表測量大齒輪徑向及端面跳動。徑向跳動值主要依靠鉸制孔用螺栓保證,端面跳動值要根據(jù)測量值對大齒輪法蘭面進行軸向調(diào)整,以保證端面跳動。該設(shè)備由于筒體鼓包變形導(dǎo)致端面法蘭垂直度增大,影響大齒輪端面跳動??紤]鼓包矯正及調(diào)整大齒輪端面存在的風(fēng)險及難度,采取打磨大齒輪齒面的方案。

    圖5 半齒輪結(jié)構(gòu)

    緊固大齒輪后,通過測量大小齒輪的頂間隙及齒面?zhèn)乳g隙,調(diào)整小齒輪軸軸承座水平及垂直位置,使小齒輪軸線與大齒輪軸線平行。通過試運轉(zhuǎn)進行大小齒輪齒面的磨合,其振動值在此期間逐漸變小趨于穩(wěn)定。然后檢查大小齒輪齒面,可清晰看到大齒輪齒面嚙合痕跡中,部分齒輪嚙合面積約占大齒輪寬度的2/3,而沒有在整個寬度方向嚙合,說明此段齒輪端面垂直度過大,此段齒輪為鼓包變形相對應(yīng)的部分,證明了筒體鼓包對大齒輪端面跳動的影響。打磨該段齒輪齒面,使整個齒面嚙合,在一定程度上消除部分端面跳動過大造成的影響,進一步降低振動值。

    2.1.2 大齒輪安裝要點及注意事項

    (1)大齒輪安裝前,應(yīng)將筒體端面與齒輪配合面清理干凈,去除毛刺及高點,將筒體端面至少均分8個點打表測量飄偏值,并在對應(yīng)位置做好標(biāo)記。同時,以同樣方法檢查處理大齒輪安裝配合面。

    (2)先安裝其中一半大齒輪,將安裝好的一半齒輪緩慢盤車到下部,再安裝另一半齒輪。連接好端面緊固螺栓和齒輪剖分面螺栓,確保剖分面定位銷安裝到位后,按照標(biāo)準(zhǔn)力矩先緊固剖分面螺栓,這個過程可輕微松動端面緊固螺栓。

    (3)按照分好的8個點測量調(diào)整齒輪的圓跳動,為了調(diào)整方便,可提前在齒輪側(cè)面對應(yīng)點焊接頂絲塊,調(diào)整大齒輪圓跳動達到標(biāo)準(zhǔn)要求后,對稱緊固大齒輪端面螺栓,緊固時應(yīng)優(yōu)先緊固筒體端面飄偏大的位置,緊固完畢后松開所有調(diào)整頂絲。

    (4)確定定位銷螺栓位置,絞孔配定位銷螺栓。如果原有的定位孔偏差較小,可直接絞孔擴大定位孔,重新配定位銷螺栓安裝,如果定位孔偏差太大,必須重新鉆孔,配好定位銷,保證每半個大齒輪有2個定位銷螺栓。

    (5)MG-250型球磨機大齒輪近5 t重,直徑4 m,現(xiàn)場空間狹小,沒有專門的吊裝設(shè)施,調(diào)向、更換難度大。作業(yè)前必須提前選好足夠的吊點,確認吊裝路線倒裝方案后作業(yè)。齒輪拆卸及安裝過程必須使用專門吊裝工具固定球磨機筒體,避免筒體因重心偏移發(fā)生翻轉(zhuǎn)釀成事故。

    (6)筒體變形等原因造成筒體飄偏超標(biāo)時,應(yīng)提前打磨修整。端面修整后,用加工專用的平板檢查端面平面度,保證端面與平板的接觸點均勻。筒體端面飄偏未達標(biāo)前,不可直接安裝齒輪再調(diào)整,更不能在齒輪和端面間加墊調(diào)整。由于大齒輪傳動力矩主要靠齒輪與筒體端面的摩擦力產(chǎn)生,如果加墊調(diào)整或筒體端面的平整度不夠,齒輪與筒體端面則無法完全貼合,運行中容易出現(xiàn)大齒輪螺栓受力過大被剪斷的事故。

    (7)如因齒輪變形或其他原因存在齒輪端面無法完全找正的情況時,可涂抹紅丹粉盤車檢查大小齒輪的嚙合情況,不具備盤車條件的,只能根據(jù)運行磨合情況檢查齒面的嚙合,找出嚙合不好的齒,局部打磨滿足齒面接觸,并通過長時間磨合達到較好的嚙合。

    2.2 齒輪防護罩密封

    由于運行環(huán)境比較惡劣,做好齒輪密封防護有利于減少齒輪的磨損及潤滑油泄漏。大齒輪防護罩與大齒輪端面采用毛氈進行密封(圖6)。毛氈松緊程度要適宜,過松不能形成良好密封,雜質(zhì)容易進入齒輪護罩內(nèi),潤滑油容易流出,過緊會加速毛氈的磨損,且護罩會隨大齒輪端面位置變化而擺動(大齒輪端面跳動大)。毛氈可通過松緊毛氈壓板進行調(diào)節(jié)。小齒輪護罩方法蘭連接也需做好密封,否則容易造成潤滑油滲漏,粉塵進入護罩內(nèi)。為減少、防止?jié)櫥托孤珰职惭b前先用潤滑油浸泡,再取出晾干后進行安裝,壓板均勻壓緊毛氈。

    2.3 齒輪材料的選用及表面處理

    圖6 大齒輪護罩及密封毛氈

    大齒輪采用鑄鋼鑄造毛坯加工。可根據(jù)齒輪材料選擇合適的輪齒表面硬化處理方法,一般有滲碳、滲氮、表面淬火、調(diào)質(zhì)處理等,以提高輪齒抗折斷、齒面抗磨性、抗點蝕膠合及塑性變形的能力。因此新設(shè)備選型或更換齒輪時應(yīng)注意齒輪加工工藝標(biāo)準(zhǔn),提出相應(yīng)要求。

    2.4 改進潤滑方式

    此前球磨機使用浸油潤滑方式,使用過程中難以準(zhǔn)確掌握潤滑狀況及儲存油量,必須做到勤加油少加油,如果一次性加油量過大,會造成齒輪甩油、漏油嚴重;如果加油頻次低,又會造成大小齒輪缺油,增加齒輪的磨損。另外,由于設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境粉塵較多,設(shè)備長時間運行后進入潤滑油的粉塵逐漸增多,影響潤滑效果。因此改用噴油裝置,以一定壓力供油,通過噴嘴將潤滑油噴到輪齒嚙合面。該潤滑方式,一是可以起到?jīng)_洗齒輪面作用,二是能及時帶走熱量冷卻齒輪,回油經(jīng)過過濾循環(huán)使用。定時定量噴油,能有效避免由于缺油而巡檢不到引起的齒輪磨損、振動等。使用噴油裝置后球磨機運行狀況遠好于人工補油的狀況。

    2.5 定期更換球磨機襯板

    球磨機襯板在運行中損壞掉落,是造成球磨機筒體變形的最直接原因。而襯板的壽命一般為(6~8)a,超過6 a后,襯板磨薄嚴重,運行中隨時有碎裂掉落的可能。由于襯板在筒體內(nèi),局部襯板脫落后難以及時發(fā)現(xiàn),很可能造成筒體被砸變形。因此,必須做好球磨機襯板周期性更換計劃,避免筒體變形影響球磨機的正常運行。

    3 結(jié)語

    引起球磨機振動的原因較多,齒輪失效造成的振動是其中之一,因此必須從日常運行、維護方面采取措施,確保球磨機良好的運行工況,避免潤滑不良或筒體變形等造成的齒輪失效情況,延長齒輪使用壽命。另外,球磨機大齒輪換向,操作難度大,調(diào)整、找正技術(shù)難度高,必須在檢修前提前做好測量比對,確定換向的具體操作方法,最大程度降低檢修風(fēng)險。針對大齒輪翻面過程中存在的問題和處理措施進行重點介紹,為類似工作的開展提供寶貴經(jīng)驗。

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