DTM350600筒式鋼球磨煤機(jī)傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障原因淺析和處理方法

1、DTM350/600型磨煤機(jī)傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障原因 分析和處理方法毛偉遜,張鐵軍(檢修公司鍋爐隊(duì)摘 要:文章就磨煤機(jī)傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析,找出了傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障發(fā)生的原 因并采取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄏ斯收?保障了磨煤機(jī)的安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞 :低速磨煤機(jī)傳動(dòng)機(jī);振動(dòng)故障;處理方法0 概述:我廠三四期機(jī)組為 200MW 容量機(jī)組,其中每臺(tái)機(jī)組機(jī)制粉系統(tǒng)采用四臺(tái) DTM350/600筒式鋼球磨煤機(jī),制造廠商為北京電力設(shè)備廠。 5號(hào)機(jī)組 4臺(tái)磨煤機(jī)在 1983年 12月 31日 最早投入運(yùn)行。 在實(shí)際工作中, 磨煤機(jī)傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障頻發(fā), 制約著磨煤機(jī)的安全運(yùn)行, 經(jīng) 常出現(xiàn)機(jī)組限負(fù)荷。 因此找出傳動(dòng)

2、機(jī)振動(dòng)故障的原因, 采取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒? 消除傳動(dòng)機(jī)振 動(dòng)故障,方能保障磨煤機(jī)安全運(yùn)行,提高機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。1 設(shè)備規(guī)范:1.1 磨本體:筒體有效長(zhǎng)度為 600cm有效直徑 350cm轉(zhuǎn)速 17.69r/min最大裝球量 53t有效容積 57.73m 3出力 30t/h1.2 傳動(dòng)機(jī):大齒輪齒數(shù) 190 碳素鑄鋼 ZG45I 模數(shù) 26mm 壓力角 =20°小齒輪齒數(shù) 23 合金調(diào)質(zhì)鋼 35SiMn軸承型號(hào) 3644(220×460×14501.3 電動(dòng)機(jī):型號(hào) JSQ158-6 2臺(tái)額定功率 550kw/h轉(zhuǎn)速 985r/min2 磨煤機(jī)傳動(dòng)機(jī)存在的問題:

3、自 2002年起,我廠磨煤機(jī)傳動(dòng)機(jī)共檢修 49次,振動(dòng)故障存在問題總共分 3大類:(1 、齒輪傳動(dòng)不良引起振動(dòng)(2 、軸承故障引起振動(dòng)(3 、聯(lián)軸器故障、地腳螺栓松動(dòng)等外部原因引起振動(dòng)在 2012年上半年傳動(dòng)機(jī)便進(jìn)行大修兩次,分別為 #5丙磨煤機(jī)南側(cè)傳動(dòng)機(jī)大修和 #6丁 磨煤機(jī)北側(cè)傳動(dòng)機(jī)大修。傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)過大故障不僅影響著磨煤機(jī)設(shè)備本身安全運(yùn)行,同時(shí) 降低了磨煤機(jī)工作效率。 例如 #5丙磨南側(cè)傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)引起傳動(dòng)效率降低, 直接導(dǎo)致南 側(cè) #1號(hào)電機(jī)電流增大,如歷史趨勢(shì)圖(2-1所示,大修前 #1號(hào)電機(jī)與 #2號(hào)電機(jī)電流峰值 差為 2A 。 (2-1#5丙磨南側(cè)傳動(dòng)機(jī)大修過后如趨勢(shì)圖(2-2所

4、示, #1號(hào)電機(jī)與 #2號(hào)電機(jī)電流峰值差 為 1A 。 (2-2通過比較歷史趨勢(shì)圖,過大修后 #1號(hào)電機(jī)耗電量減少 1A ,降低了廠用電,提高了機(jī)組 經(jīng)濟(jì)性。3 引起傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)過大原因淺析及處理方法:3.1 齒輪傳動(dòng)不良引起振動(dòng):傳動(dòng)機(jī)齒輪、筒體大齒輪嚙合不良,過度磨損會(huì)引起齒輪失效,使振動(dòng)增大。3.1.1齒輪折斷引起振動(dòng):齒輪折斷是傳動(dòng)機(jī)傳動(dòng)失效的重大事故之一, 其引發(fā)原因也有很多, 大體可以歸納為以 下幾點(diǎn):3.1.1.1因過載發(fā)生齒輪折斷:常態(tài)下, 齒輪過載折斷的情況極少發(fā)生, 但在電動(dòng)機(jī)繞組損壞時(shí), 兩側(cè)電動(dòng)機(jī)出力不均 情況下,易導(dǎo)致單側(cè)傳動(dòng)機(jī)過載,從而發(fā)生齒輪過載折斷現(xiàn)象。斷裂后由于

5、齒輪受力不均, 將導(dǎo)致齒輪跳動(dòng), 使壞齒傳動(dòng)失效。 在磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí), 兩臺(tái)電機(jī)需運(yùn)行平穩(wěn), 電流相差不大 于 2A 。3.1.1.2因疲勞發(fā)生齒輪折斷:傳動(dòng)機(jī)齒輪與大齒輪傳動(dòng)比 i=8.26, 雖然小齒輪表面淬火處理后硬度為 HRC4045比大 齒輪硬度略大, 但傳動(dòng)機(jī)齒輪扭矩小, 彎曲強(qiáng)度較低, 且受載次數(shù)較多, 導(dǎo)致傳動(dòng)時(shí)小齒輪 疲勞折斷概率增大。 在齒輪單側(cè)工作時(shí), 根部彎曲應(yīng)力一側(cè)為拉伸, 另一側(cè)為壓縮, 齒輪脫 離嚙合是, 彎曲應(yīng)力為零, 當(dāng)脈沖式彎曲應(yīng)力的峰值超過彎曲疲勞極限時(shí), 齒根部分將產(chǎn)生 疲勞裂紋, 隨著裂紋逐漸擴(kuò)張, 將產(chǎn)生疲勞折斷。 然而在生產(chǎn)中, 最為常見的齒輪折斷原

6、因 則為意外行疲勞折斷, 由于傳動(dòng)機(jī)和大齒輪嚙合采用開式齒輪, 在磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí), 如端蓋封 頭螺栓松動(dòng)或斷裂, 則會(huì)導(dǎo)致磨體中硬物掉落在齒輪嚙合面上, 將齒輪硌傷, 齒輪淬火面被 破壞,齒輪受力不均勻,強(qiáng)度下降。此時(shí)齒輪嚙合跳動(dòng)增大,導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo),并伴有 周期性的雜音聲, 如發(fā)現(xiàn)不及時(shí), 將極有可能導(dǎo)致齒輪折斷。 例如在 2011年 #6丁磨檢修中, 北側(cè)傳動(dòng)機(jī)檢測(cè)振動(dòng)超標(biāo),振動(dòng)達(dá) 0.15mm ,晃動(dòng)達(dá) 0.18mm ,并伴有清脆的雜音,經(jīng)檢查 為傳動(dòng)機(jī)齒輪疲勞折斷。更換新齒輪后,振動(dòng)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:用著色法檢查傳動(dòng)機(jī)齒輪與大齒輪嚙合時(shí), 兩周

7、先不平行同時(shí)歪斜, 齒側(cè)間隙較大, 導(dǎo) 致單面偏接觸:齒輪圈上接觸區(qū)呈三角形或梯形, 齒輪單邊受力大, 整體齒輪嚙合呈 “三叉” 式, 齒輪端面與會(huì)裝中心線不垂直, 形成游離接觸。 長(zhǎng)期運(yùn)行造成齒輪單邊磨損嚴(yán)重, 齒輪 端面跳動(dòng)誤差增大。 齒輪承受重載或頻繁啟停機(jī)組, 導(dǎo)致齒輪單邊過載折斷。 應(yīng)對(duì)磨煤機(jī)軸 系進(jìn)行中心校核找正, 保證齒側(cè)間隙在 0.250.60mm, 大齒輪與傳動(dòng)及齒輪嚙合延齒長(zhǎng)不小 于 85%,延齒高方向不小于 65%。兩齒輪中心距誤差不得超過 0.15mm ,消除傳動(dòng)機(jī)齒輪軸 傾斜偏差,使軸系基本平行中心線,改善大小齒輪嚙合狀態(tài)。3.1.2齒輪膠合引起振動(dòng):傳動(dòng)機(jī)與磨體大牙

8、輪的傳動(dòng)屬于低速重載傳動(dòng), 因此齒面間潤(rùn)滑油膜不易形成, 嚙合區(qū) 常因缺少潤(rùn)滑溫度升高而引起潤(rùn)滑失效,致使兩齒面直接接觸并相互粘連,當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 齒面較軟的齒輪沿滑動(dòng)方向被撕下而形成溝紋。 導(dǎo)致齒輪嚙合不良, 齒輪摩擦力增大, 瞬時(shí) 傳動(dòng)比跳動(dòng)增大, 齒輪載荷分布不均出現(xiàn)齒面跳動(dòng)。 齒輪膠合最明顯的表現(xiàn)為齒輪干燥, 傳 動(dòng)機(jī)齒輪箱觀察孔溫度高, 且傳動(dòng)機(jī)噪音增大, 傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)。應(yīng)縮短噴油潤(rùn)滑周期, 保 證噴油嘴通常,風(fēng)壓正常,以確保噴油能正常噴至齒輪嚙合區(qū)。3.1.3齒輪磨損引起振動(dòng):當(dāng)磨煤機(jī)筒體出現(xiàn)甩粉時(shí), 煤粉、 碎鋼球等雜質(zhì)極易進(jìn)入齒面間, 煤粉和碎鋼球進(jìn)入齒 間面后, 將堆積到齒

9、根基圓部, 這些不僅破壞齒根還會(huì)破壞相嚙合的齒輪的齒面和齒頂, 嚴(yán) 重時(shí)將會(huì)在嚙合時(shí)將兩齒輪頂起, 導(dǎo)致齒頂間隙增大, 齒輪嚙合面變小, 齒面磕傷, 并且使傳動(dòng)機(jī)軸承出現(xiàn)水平應(yīng)力, 導(dǎo)致齒廓嚴(yán)重變形, 使傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)嚴(yán)重, 且噪聲大。 應(yīng)對(duì)齒輪嚙 合面進(jìn)行清理, 對(duì)齒廓變形區(qū)域進(jìn)行打磨, 并進(jìn)行淬火處理, 對(duì)軸系重新找正, 保證齒頂間 隙在 1.52.5mm。如齒輪節(jié)圓處磨損大于 30%,則可以考慮將磨煤機(jī)改為反轉(zhuǎn)或更換齒輪。 3.1.4筒體大齒輪半齒圈結(jié)合面間隙過大引起振動(dòng):筒體大齒輪由兩個(gè)半齒圈組合而成,半齒圈連接螺栓松動(dòng)會(huì)導(dǎo)致半齒圈結(jié)合面間隙過 大, 導(dǎo)致大齒輪端面與筒體中心線不垂直, 大

10、齒輪端面誤差增大, 工作時(shí)齒輪端面跳動(dòng)強(qiáng)烈, 一般伴有周期性的振動(dòng)和雜音。在檢修中應(yīng)把間隙控制在 0.10mm 之內(nèi),如單側(cè)間隙過大, 可在間隙部位加墊片找平, 并重新調(diào)整連接螺栓, 消除齒輪端面誤差, 減少兩半齒圈不平行 度。3.2軸承故障引起振動(dòng) :傳動(dòng)機(jī)軸承為 3644調(diào)心滾子軸承,當(dāng)軸承或軸損壞或安裝檢修工藝不符合要求時(shí),則 會(huì)引起軸和軸承振動(dòng)過大。3.2.1軸承與軸過盈配合緊力不足而引起振動(dòng):軸承與軸配合方式為過盈配合其配合之間有 0.02mm0.03mm的緊力。隨著軸承老化當(dāng) 軸承內(nèi)套與軸的緊力不足時(shí), 導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)軸承與軸產(chǎn)生自由度, 使軸承溫度過高, 如喪失緊力, 出現(xiàn)間隙,則會(huì)導(dǎo)

11、致軸在軸承中串動(dòng),對(duì)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(dòng):若軸承有無麻點(diǎn)、裂紋、重皮等缺陷,表明軸承已出現(xiàn)疲勞磨損,導(dǎo)致軸承強(qiáng)度下降, 摩擦力增大, 軸承面凹凸不平, 產(chǎn)生交替激振動(dòng)。 傳動(dòng)機(jī)工作時(shí)承受重載, 軸承滾子會(huì)產(chǎn)生 磨損,導(dǎo)致滾子直徑大小不一,滾子直徑相差過大導(dǎo)致軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致徑向載荷分布不均, 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致軸承內(nèi)套跳動(dòng)。 在低速重載下, 軸承會(huì)產(chǎn)生永久變形, 滾道表面形成凹坑, 軸 承內(nèi)套、 軸及各套件整體下移, 導(dǎo)致傳動(dòng)軸與減速機(jī)低速軸不同心。 使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生劇 烈振動(dòng)和噪聲,以致軸承不能正常工作。應(yīng)檢查軸承徑向間隙,當(dāng)徑向間隙超過 0.40mm 需

12、 更換軸承。3.2.3軸承潤(rùn)滑不良引起振動(dòng):軸承維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng)或潤(rùn)滑密封不良使?jié)櫥笔Щ虮晃廴臼? 引起軸承磨損、 膠合、 內(nèi)外圈和保持架破損等現(xiàn)象,導(dǎo)致軸承溫度升高,引起軸承劇烈振動(dòng)。需向軸承添加 #3特 種白色潤(rùn)滑脂 2公斤。3.2.4軸承座引起振動(dòng):軸承座與軸承之間須有補(bǔ)償間隙的,一般間隙在 0.05mm0.10mm之間,軸承座間隙過 小會(huì)導(dǎo)致軸承受熱膨脹后由于受到緊力破壞軸承座和軸承, 軸承座間隙過大會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子由于 齒輪瞬時(shí)傳動(dòng)比不同而出現(xiàn)擺動(dòng),或出現(xiàn)軸承跳躍現(xiàn)象。3.3 聯(lián)軸器故障及基礎(chǔ)松動(dòng)等外部原因引起振動(dòng):除了設(shè)備損壞外, 有一些振動(dòng)過大是因?yàn)闄C(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行, 導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)各配合

13、出現(xiàn)松動(dòng)或 細(xì)微移動(dòng)而引起的, 而設(shè)備本身并沒有出現(xiàn)明顯損壞, 一般情況下, 這些缺陷是可以通過檢 修消除或修正到正常值的。3.3.1聯(lián)軸器故障引起振動(dòng):傳動(dòng)機(jī)與減速機(jī)采用彈性柱銷聯(lián)軸器,聯(lián)軸器與軸過盈配合,應(yīng)有 0.020.03mm緊力, 聯(lián)軸器與軸配合間隙過大, 聯(lián)軸器緊力不足, 導(dǎo)致聯(lián)軸器滾鍵, 聯(lián)軸器傳動(dòng)失效。 應(yīng)更換聯(lián) 軸器及聯(lián)鍵, 彈性柱消損壞也可引起強(qiáng)烈振動(dòng), 當(dāng)傳動(dòng)機(jī)頻繁啟停或聯(lián)軸器與柱銷配合不當(dāng), 易導(dǎo)致柱銷損壞,柱銷彈性下降,起不到緩和沖擊、吸收振動(dòng)的作用:柱銷嚴(yán)重?fù)p壞,甚至 會(huì)導(dǎo)致部分柱銷傳動(dòng)失效, 應(yīng)及時(shí)更換柱銷。 聯(lián)軸器軸套與外套默算、 變形, 導(dǎo)致柱銷傳動(dòng) 性下降,

14、柱消受力不均,壽命下降,應(yīng)保障軸套與外套凹窩磨損不超過原直徑 30%。3.3.2傳動(dòng)機(jī)找正不達(dá)標(biāo)引起振動(dòng):聯(lián)軸器不同心是轉(zhuǎn)機(jī)檢修常見現(xiàn)象, 檢修后中心找正不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn), 使減速機(jī)低速軸 與傳動(dòng)機(jī)不同心, 導(dǎo)致傳動(dòng)時(shí)兩軸之間的質(zhì)量不平衡, 兩聯(lián)軸器間隙或徑向位移出現(xiàn)周期性 的、 忽大忽小的偏差, 引發(fā)傳動(dòng)機(jī)周期性強(qiáng)迫振動(dòng), 其振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)速相吻合。 需對(duì)傳動(dòng)機(jī) 軸系重新找正, 保證傳動(dòng)機(jī)對(duì)輪與減速機(jī)低速軸對(duì)輪水平張口和垂直張口不得超過 0.80mm , 徑向位移偏差不得超過 0.80mm 。3.3.3地腳螺栓傾斜引起振動(dòng):地腳螺栓傾斜分為臺(tái)板地腳螺栓傾斜和軸承座地腳螺栓傾斜,在檢修后會(huì)裝傳動(dòng)機(jī)

15、時(shí), 由于地腳基礎(chǔ)不平或傳動(dòng)機(jī)位置變化導(dǎo)致地腳發(fā)生傾斜,當(dāng)?shù)啬_螺栓鉛垂度大于 1%后,由 于螺母不能緊實(shí),引起傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)過大。澆筑基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)注意保護(hù)地腳螺栓,避免發(fā)生傾斜。 如已經(jīng)傾斜, 應(yīng)在地腳加單側(cè)墊片將基礎(chǔ)墊平。 軸座地腳傾斜應(yīng)檢查臺(tái)板地腳孔是否能與軸 座地腳對(duì)正,并進(jìn)行銼修,檢查地腳是否平整,有無坑洼現(xiàn)象,如地腳不平需加墊片找平。 3.3.4地腳螺栓松動(dòng)或損壞引起振動(dòng):轉(zhuǎn)機(jī)自身的振動(dòng)、 其他原因引發(fā)的振動(dòng)或螺栓預(yù)緊力和防松不夠、 會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn) 行后地腳螺栓松動(dòng)或損壞,傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)增大。如今年上半年 #6丁磨南側(cè)傳動(dòng)機(jī)臺(tái)板螺栓發(fā) 生塑變,螺栓被拉伸 12mm,導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)水平垂直振動(dòng)達(dá) 0.41mm ,水平晃動(dòng) 1.012mm ,軸 向振動(dòng) 0.19mm ,振動(dòng)非常強(qiáng)烈,經(jīng)過更換臺(tái)板螺栓,振動(dòng)值已全部達(dá)標(biāo)。4結(jié)束語:傳動(dòng)機(jī)振動(dòng)是實(shí)際生產(chǎn)中的常見缺陷, 在這里篩選了幾種較為常見的情況進(jìn)行分析, 通 過類似技術(shù)探討,盡可能幫助我們?cè)跈z修及維護(hù)工作中綜合考慮各方因素,提高檢修工藝, 探索更科學(xué)、 更有效的缺陷處理方法, 便于更及時(shí)