生料磨主減速機(jī)故障原因及解決措施
2020-11-01王明萬
（保山昆鋼嘉華水泥建材有限公司）
我公司3 000 t/d熟料生產(chǎn)線配套MLS3726立磨，立磨配用國內(nèi)知名品牌減速機(jī)，2011年11月29日16:45左右，正常生產(chǎn)中主電機(jī)電流突然從166.94 A下降到53 A，現(xiàn)場反應(yīng)高速軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)但磨盤無輸出。立即停機(jī)檢查，采用加固方案生產(chǎn)臨時備件支撐生產(chǎn)，臨時備件使用期間先后兩次（2012年1月23日、7月24日）發(fā)生故障導(dǎo)致多次解體維修，現(xiàn)將第一次事故原因及后續(xù)措施進(jìn)行介紹，僅供參考。
1 故障檢查
1.1 停機(jī)檢查
辦理停機(jī)斷電掛牌手續(xù)后，人員進(jìn)入磨內(nèi)檢查磨盤連接螺栓，同時打開減速機(jī)檢查孔對減速箱進(jìn)行檢查。經(jīng)檢查，磨盤輸出法蘭螺栓防松完好，上部檢查未見異常，隨后將檢查重點轉(zhuǎn)移到減速機(jī)內(nèi)部。17點25分左右，通過數(shù)碼相機(jī)采取特殊手段伸到減速機(jī)內(nèi)部拍照后查看圖片，發(fā)現(xiàn)二級齒輪副與行星減速連接齒套已經(jīng)具有明細(xì)裂紋及損壞跡象，至此，初步判斷二級齒輪副與行星減速連接的三件套損壞。
1.2 開箱檢查
（1）三件套損壞（外齒套已斷裂為兩體，下花鍵全部損壞，鼓行中間齒斷一齒）。從外齒套斷口來看，外齒套首先從下口開始出現(xiàn)裂紋，外齒套上口與鼓行中間齒配合段在本次事故中瞬間一次性斷裂。
（2）高速軸最外端軸承鎖緊止動片安裝時遺漏，鎖緊螺母松動導(dǎo)致高速軸軸系軸向竄動，竄動量達(dá)0.95 mm，已經(jīng)嚴(yán)重威脅螺旋散齒輪副的安全運(yùn)行，所幸未造成螺旋齒輪副損傷。
2 造成事故的主要原因
（1）由于高速軸軸承鎖緊止動片在安裝時遺漏，鎖緊螺母松動導(dǎo)致高速軸軸系軸向竄動大幅度增加，從而使減速箱內(nèi)部嚙合齒輪副所受沖擊加大，二級軸輸出花鍵與外齒套配合擺動量增加，導(dǎo)致外齒套下口超過疲勞極限后產(chǎn)生裂紋，當(dāng)裂紋發(fā)展到一定程度后整體強(qiáng)度不足，一次性裂為兩體，外齒套碎裂的瞬間造成鼓行中間齒斷裂。
（2）我公司回轉(zhuǎn)窯設(shè)計規(guī)模為3 000 t/d，由于回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)產(chǎn)能發(fā)揮較好，長期維持在3 600～3 800 t/d產(chǎn)量生產(chǎn)，導(dǎo)致磨機(jī)必須大幅度超產(chǎn)運(yùn)行才能滿足窯系統(tǒng)投料需要，生料磨長期被動超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致三件套疲勞損壞。
（3）三件套由于設(shè)計強(qiáng)度、材料無法滿足超負(fù)荷生產(chǎn)，外齒套下口易疲勞而產(chǎn)生裂紋，當(dāng)裂紋發(fā)展到一定程度后整體強(qiáng)度不足，一次性裂為兩體，外齒套碎裂的瞬間造成鼓行中間齒斷齒。
（4）帶負(fù)荷啟動。每次故障停機(jī)后均屬帶負(fù)荷啟動，加速了外齒套疲勞損壞的進(jìn)度。
（5）日常檢查不到位。由于減速機(jī)內(nèi)部空間十分狹小，在減速機(jī)未解體的情況下無法進(jìn)行日常檢查。
3 整機(jī)備件改進(jìn)方案
（1）提高輸入軸功率，將輸入軸功率從2 500 kW提高到2 800 kW進(jìn)行設(shè)計，輸入轉(zhuǎn)速、速比，外部安裝連接尺寸不變。
（2）三件套內(nèi)外齒分度圓在原尺寸基礎(chǔ)上加大15%及以上，內(nèi)外齒套、齒寬在原尺寸基礎(chǔ)上加大15%及以上，增加外齒套外徑從而改善外齒套強(qiáng)度，在三件套相應(yīng)尺寸加強(qiáng)后，按加強(qiáng)后的三件套尺寸匹配其它尺寸。
（3）加大行星架軸承型號（軸承內(nèi)徑增加80以上），提高軸承承載能力，按照重新核定的軸承型號重新匹配行星架。
（4）妥善處理軸承選型、潤滑冷卻通道設(shè)計及密封設(shè)計，要求合理分配潤滑油量，從而降低高速軸滾動軸承溫度，采用機(jī)械式密封加進(jìn)口高質(zhì)量密封圈解決漏油問題。
（5）要求重點解決減速機(jī)內(nèi)中間支撐隔板的定位準(zhǔn)確性及永久性問題，確保各級齒輪嚙合的穩(wěn)定性。
（6）減速機(jī)內(nèi)部所有軸承必須為原裝進(jìn)口SKF軸承（不得在國內(nèi)生產(chǎn)），安裝前由我方檢驗進(jìn)口報關(guān)相關(guān)證件后方可組裝。
（7）要求改進(jìn)行星架輸出上部端蓋密封結(jié)構(gòu)，改為止口加O形圈密封，并適當(dāng)加大O形圈密封規(guī)格。
4 舊機(jī)返廠整機(jī)大修方案
2012年11月，經(jīng)過改進(jìn)的新減速機(jī)到貨后在大修期間進(jìn)行了更換，同時將舊減速機(jī)進(jìn)行返廠大修，維修方案如下：
（1）整機(jī)解體，對箱體自身尺寸進(jìn)行檢測，超差尺寸加工修正。
（2）箱體內(nèi)部各軸承孔安裝尺寸檢測，超差尺寸加工修正。
（3）箱體內(nèi)各鉸制孔按照重新安裝后的位置重新配鉆、配銷。
（4）各齒輪副檢查、局部劃痕精磨檢測。
（5）二級齒輪副齒輪軸更換（對方公司賠償我公司一件更換）。
（6）二級齒輪副大齒輪修磨后調(diào)面使用。
（7）行星輪、太陽輪、外齒圈齒面檢查，局部劃痕精磨檢測。
（8）整機(jī)所有軸承更換（SKF）。
（9）各間隙調(diào)整、修正達(dá)標(biāo)。
（10）輸出法蘭密封改造、密封環(huán)止口重新設(shè)計加工。
（11）推力瓦油管更換，箱體外部高壓油管重新配置。
（12）推力瓦巴士和金結(jié)合強(qiáng)度、巴士和金厚度檢查，對不達(dá)標(biāo)的推力瓦進(jìn)行更換，對各推力瓦瓦面檢查修磨。
（13）零星輔助項目檢測、檢修。
（14）整機(jī)檢測、調(diào)試并出具報告。
要求：各項目全部按廠家最新制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測、維修及調(diào)整，整機(jī)維修調(diào)試結(jié)束出具書面報告，現(xiàn)場監(jiān)制核實后進(jìn)行組裝。
5 結(jié)束語
水泥生產(chǎn)線大型減速機(jī)故障屢見不鮮，因大型減速機(jī)備件價格相對較高，大多數(shù)使用單位均無備件，設(shè)備生產(chǎn)單位也很少能夠找到合適的救急備件，大型減速機(jī)一旦出現(xiàn)問題將給生產(chǎn)造成重大影響。鑒于以上情況，使用單位設(shè)備管理人員必須時刻高度警惕大型減速機(jī)使用、維護(hù)、備件申報各個環(huán)節(jié)工作，生產(chǎn)正常時期高度關(guān)注負(fù)荷控制問題，杜絕野蠻超產(chǎn)，每次停機(jī)必須對輸入、輸出及箱體內(nèi)部各個細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)檢查，重點檢查齒輪嚙合、潤滑、緊固件、定位件工作是否正常，同時合理申報備件，對多發(fā)性故障要及時與設(shè)備生產(chǎn)單位對接，進(jìn)行改善性維修，確保大型減速機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。
1 故障檢查
1.1 停機(jī)檢查
辦理停機(jī)斷電掛牌手續(xù)后，人員進(jìn)入磨內(nèi)檢查磨盤連接螺栓，同時打開減速機(jī)檢查孔對減速箱進(jìn)行檢查。經(jīng)檢查，磨盤輸出法蘭螺栓防松完好，上部檢查未見異常，隨后將檢查重點轉(zhuǎn)移到減速機(jī)內(nèi)部。17點25分左右，通過數(shù)碼相機(jī)采取特殊手段伸到減速機(jī)內(nèi)部拍照后查看圖片，發(fā)現(xiàn)二級齒輪副與行星減速連接齒套已經(jīng)具有明細(xì)裂紋及損壞跡象，至此，初步判斷二級齒輪副與行星減速連接的三件套損壞。
1.2 開箱檢查
（1）三件套損壞（外齒套已斷裂為兩體，下花鍵全部損壞，鼓行中間齒斷一齒）。從外齒套斷口來看，外齒套首先從下口開始出現(xiàn)裂紋，外齒套上口與鼓行中間齒配合段在本次事故中瞬間一次性斷裂。
（2）高速軸最外端軸承鎖緊止動片安裝時遺漏，鎖緊螺母松動導(dǎo)致高速軸軸系軸向竄動，竄動量達(dá)0.95 mm，已經(jīng)嚴(yán)重威脅螺旋散齒輪副的安全運(yùn)行，所幸未造成螺旋齒輪副損傷。
2 造成事故的主要原因
（1）由于高速軸軸承鎖緊止動片在安裝時遺漏，鎖緊螺母松動導(dǎo)致高速軸軸系軸向竄動大幅度增加，從而使減速箱內(nèi)部嚙合齒輪副所受沖擊加大，二級軸輸出花鍵與外齒套配合擺動量增加，導(dǎo)致外齒套下口超過疲勞極限后產(chǎn)生裂紋，當(dāng)裂紋發(fā)展到一定程度后整體強(qiáng)度不足，一次性裂為兩體，外齒套碎裂的瞬間造成鼓行中間齒斷裂。
（2）我公司回轉(zhuǎn)窯設(shè)計規(guī)模為3 000 t/d，由于回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)產(chǎn)能發(fā)揮較好，長期維持在3 600～3 800 t/d產(chǎn)量生產(chǎn)，導(dǎo)致磨機(jī)必須大幅度超產(chǎn)運(yùn)行才能滿足窯系統(tǒng)投料需要，生料磨長期被動超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致三件套疲勞損壞。
（3）三件套由于設(shè)計強(qiáng)度、材料無法滿足超負(fù)荷生產(chǎn)，外齒套下口易疲勞而產(chǎn)生裂紋，當(dāng)裂紋發(fā)展到一定程度后整體強(qiáng)度不足，一次性裂為兩體，外齒套碎裂的瞬間造成鼓行中間齒斷齒。
（4）帶負(fù)荷啟動。每次故障停機(jī)后均屬帶負(fù)荷啟動，加速了外齒套疲勞損壞的進(jìn)度。
（5）日常檢查不到位。由于減速機(jī)內(nèi)部空間十分狹小，在減速機(jī)未解體的情況下無法進(jìn)行日常檢查。
3 整機(jī)備件改進(jìn)方案
（1）提高輸入軸功率，將輸入軸功率從2 500 kW提高到2 800 kW進(jìn)行設(shè)計，輸入轉(zhuǎn)速、速比，外部安裝連接尺寸不變。
（2）三件套內(nèi)外齒分度圓在原尺寸基礎(chǔ)上加大15%及以上，內(nèi)外齒套、齒寬在原尺寸基礎(chǔ)上加大15%及以上，增加外齒套外徑從而改善外齒套強(qiáng)度，在三件套相應(yīng)尺寸加強(qiáng)后，按加強(qiáng)后的三件套尺寸匹配其它尺寸。
（3）加大行星架軸承型號（軸承內(nèi)徑增加80以上），提高軸承承載能力，按照重新核定的軸承型號重新匹配行星架。
（4）妥善處理軸承選型、潤滑冷卻通道設(shè)計及密封設(shè)計，要求合理分配潤滑油量，從而降低高速軸滾動軸承溫度，采用機(jī)械式密封加進(jìn)口高質(zhì)量密封圈解決漏油問題。
（5）要求重點解決減速機(jī)內(nèi)中間支撐隔板的定位準(zhǔn)確性及永久性問題，確保各級齒輪嚙合的穩(wěn)定性。
（6）減速機(jī)內(nèi)部所有軸承必須為原裝進(jìn)口SKF軸承（不得在國內(nèi)生產(chǎn)），安裝前由我方檢驗進(jìn)口報關(guān)相關(guān)證件后方可組裝。
（7）要求改進(jìn)行星架輸出上部端蓋密封結(jié)構(gòu)，改為止口加O形圈密封，并適當(dāng)加大O形圈密封規(guī)格。
4 舊機(jī)返廠整機(jī)大修方案
2012年11月，經(jīng)過改進(jìn)的新減速機(jī)到貨后在大修期間進(jìn)行了更換，同時將舊減速機(jī)進(jìn)行返廠大修，維修方案如下：
（1）整機(jī)解體，對箱體自身尺寸進(jìn)行檢測，超差尺寸加工修正。
（2）箱體內(nèi)部各軸承孔安裝尺寸檢測，超差尺寸加工修正。
（3）箱體內(nèi)各鉸制孔按照重新安裝后的位置重新配鉆、配銷。
（4）各齒輪副檢查、局部劃痕精磨檢測。
（5）二級齒輪副齒輪軸更換（對方公司賠償我公司一件更換）。
（6）二級齒輪副大齒輪修磨后調(diào)面使用。
（7）行星輪、太陽輪、外齒圈齒面檢查，局部劃痕精磨檢測。
（8）整機(jī)所有軸承更換（SKF）。
（9）各間隙調(diào)整、修正達(dá)標(biāo)。
（10）輸出法蘭密封改造、密封環(huán)止口重新設(shè)計加工。
（11）推力瓦油管更換，箱體外部高壓油管重新配置。
（12）推力瓦巴士和金結(jié)合強(qiáng)度、巴士和金厚度檢查，對不達(dá)標(biāo)的推力瓦進(jìn)行更換，對各推力瓦瓦面檢查修磨。
（13）零星輔助項目檢測、檢修。
（14）整機(jī)檢測、調(diào)試并出具報告。
要求：各項目全部按廠家最新制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測、維修及調(diào)整，整機(jī)維修調(diào)試結(jié)束出具書面報告，現(xiàn)場監(jiān)制核實后進(jìn)行組裝。
5 結(jié)束語
水泥生產(chǎn)線大型減速機(jī)故障屢見不鮮，因大型減速機(jī)備件價格相對較高，大多數(shù)使用單位均無備件，設(shè)備生產(chǎn)單位也很少能夠找到合適的救急備件，大型減速機(jī)一旦出現(xiàn)問題將給生產(chǎn)造成重大影響。鑒于以上情況，使用單位設(shè)備管理人員必須時刻高度警惕大型減速機(jī)使用、維護(hù)、備件申報各個環(huán)節(jié)工作，生產(chǎn)正常時期高度關(guān)注負(fù)荷控制問題，杜絕野蠻超產(chǎn)，每次停機(jī)必須對輸入、輸出及箱體內(nèi)部各個細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)檢查，重點檢查齒輪嚙合、潤滑、緊固件、定位件工作是否正常，同時合理申報備件，對多發(fā)性故障要及時與設(shè)備生產(chǎn)單位對接，進(jìn)行改善性維修，確保大型減速機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。
本文來源于《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報》
