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技术中心

干熄焦提升减速机轴承异响处理及受力分析
尹建新
(湘钢焦化厂,湖南湘潭 411100)
  摘 要:简介干熄焦焦罐提升行星减速机结构、异响处理经过及损坏点轴承受力分析。
  关键词:干熄焦;提升行星减速机;轴承异响处理;受力分析
  前言
  干熄焦焦罐提升机行星减速机是干熄焦装焦系统独有的、关键的特种起重工艺设备。通过两台功率250kW转速743r/min电机输入,再经过行星轮系机构叠加,输出扭矩250kN.m,生产运行时为适应不同区段的速度要求,提升机起升机构采用变频调速。使得它负载大,起停机频繁,工况不平稳,属于周期性间断反复运行,加上减速机齿轮箱的减速比较大,结构复杂,内有一副行星齿轮系,给故障监测与诊断工作带来极大的困难。本文介绍了提升机行星减速机结构特点,轴承异响故障处理经过,并对损坏点轴承进行受力分析,以供同行参考。
  1 结构特点
  干熄焦焦罐提升减速机共五级减速,第一级输入,第二级行星机构,中间太阳轮也是输入级,第五级两端输出与卷筒相连。双电机速比为52.23,单电机速比104.46,轮齿除行星机构为直齿,其余均为斜齿,轴承均采用双列调心滚珠轴承,采用320#齿轮油润滑,承载能力强,抗冲击,运行平稳。其结构如图1所示。
  2 故障处理经过
  2.1发现过程
  该减速机自投入生产后,已稳定运行6年多,同类型产品也创造了稳定运行12年的记录。日常巡检听音,偶尔测温测振,年修时开盖检查轴承游隙,齿轮磨损情况,更换润滑油。偶然一天用听音棒听音发现,在高速重载时减速机内部出现吭腾,其他时间没有。反复每个位置监听,确认为减速机第四根轴1#电机侧轴承声音最响,最明显。在高速重载时每三秒出现吭腾一次,减速机温度42℃无异常,振动0.03mm/s正常。请专业测振进行频谱分析,也确认第四轴位置有异响,判断为轴承故障。为避免出现较大事故,决定进行轴承更换。
  2.2检查处理
  对减速机润滑油进行油样分析,检测结果为清洁度12级,一般,有铁屑粉末,运动粘度值363.9正常。计划停机后开盖检查,第四轴轴承为SKF 23160CC/W33,用塞尺检查发现其间隙为0.5mm,两年前检查间隙为0.3mm,该轴承的标准间隙:0.19-0.28mm。滚珠体与轴承外圈光滑,内圈无法观测。通过吊车将第四轴整体吊运至检修工棚,外观检查无异常,盘车时有沙沙的声音,伴有少量金属铁屑末。由于轴承内圈的台阶量较少,复产时间比较紧,拉马无法拆卸,果断采用气割切割拆卸轴承,发现轴承内圈右侧滚道疲劳剥落严重,另一滚道完好。具体情况如图2、图3所示:
  2.3回装试车
  现场测量计算出该处轴与轴承的配合值为过盈0.1mm,过盈量较大。将新轴承清洗干净后,用轴承加热器加热至150℃,测量轴承内圈受热后的直径稍大于轴直径后,停止加热,立即进行热装。同时安排检修人员同步对减速机上下箱体进行清理。回装中,减速机箱体面涂抹均匀密封胶,螺栓从中间开始向两侧拧紧,拧紧力矩3980N.m。整个检修耗时15小时,试车时减速机异响即消除。
  3 受力分析
  发现损坏的轴承内圈只有外侧的疲劳剥落严重,其余光滑,考虑是否因为该面受力过大所以寿命短一些。由于齿轮为斜齿轮,运行过程中存在轴向力附加。减速机运行过程中提升和下降两个运行工况下轴向力的情况,计算详表如表1、轴向力方向如图4、图5所示。

  由此可以看出无论是满载还是空载,第四轴的轴向力都是指向未损坏轴承一端,也就意味着损坏轴承的内侧内滚道始终承受附加的轴向力,比其他部位受力严重一些。满载为151kN,空载为117kN,符合为什么损坏端轴承的内侧内滚道出现大面积疲劳剥落而相邻滚道光滑完好。
  4 结语
  ①本文介绍了提升机行星减速机基本结构,日常主要靠巡检时进行简单的测温测振,用听音棒观测声音变化来进行故障监测与诊断,对点检责任心、专业技能要求较高,建议进行不定期在线监测、定期换油;
  ②减速机检修时应做好清洁工作,切勿污染润滑油,箱体上下大盖一定要检查密封面和接触面积情况,以免出现跑外圈现象;
  ③减速机由于是斜齿轮,始终存在一定的轴向力,提前出现疲劳剥落一定是受力大的一面滚道。建议对轴承进行不定期在线监测、定期间隙测量、定期更换。
(来源:煤化干熄焦运行技术交流学习平台)
发布时间:2019-06-14


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