- 水泥新型干法机电设备操作手册
- 谢克平编著
- 14726字
- 2020-08-27 22:23:44
5 动力与传动装备
5.1 离心风机
◎巡检内容
检查联轴器是否有掉销;轴承响声、润滑、振动、温度是否正常;壳体是否冒灰、有无振动;地脚螺栓有无松动;运转部件有无摩擦声响;并核实现场保护装置能否正确反映负荷、振动、温度和润滑状态。
◎振动限值设定
描述风机振动有3个参数值:位移、速度和加速度。它们分别表示设备位置变化的极限值、设备零件的变形能量与载荷的循环速度(即疲劳寿命)和惯性力的影响。国内外风机行业都以振动速度有效值(均方根值)作为风机振动的评定参数,现行标准都要向此过渡。
新安装的风机,应严格符合国家标准中的规定振动限值要求,越小越好。风机的支承分为刚性支承与挠性支承,即以风机固有频率是高于、还是低于工作主频率为区分,它们应分别≤4.6mm/s和7.1mm/s。
对运行中振动报警值与停机值的设定要适当:过高会使风机错过最佳检修时间;过低则会对风机过度维修。具体设定,需考虑如下因素。
(1)报警值为风机的基线值,即风机在稳定工况运行时多次测得的统计平均值,新安装风机可用振动验收值,待运转一段时期后,便可根据记录累积的参数数理统计建立。此值即使是相同型号风机,由于工作环境不同并不一定相同。
(2)停机值与风机的机械牢固性有关,取决于设备所能承受异常动载荷的特定设计性能。因此,同样设计的设备有相同停机值,并与报警值的稳态基线值无关。
(3)限值的选取不要滥用各类标准,如不应按照GB/T 6075.3—2011评价非旋转部件的振动标准要求,否则就会过分严格而无法进行。
(4)对于中小型风机,可适当放宽限值,如某斜槽风机的振动值达到22mm/s,电机电流与轴承温度都正常。
(5)要善于观察风机振动变化,如突然超过正常振动值时,一定要查找原因,哪怕某设备故障造成的空气含尘浓度增加,都可能引起风机异常振动。
◎测振仪分析故障
风机振动测点应在风机左右轴承及电机前后轴承四点,使用HY-106C工作测振仪,将各点测试数据送至设备点巡检管理系统中分析,利用振动参数变化特征、频谱图和时域无量纲指标分析法,便可很快从中得出故障来源及类型,采取对策排解故障。
◎液力耦合器常见故障(见第1篇5.8节“常见故障与防治”款)
◎降低风机噪声(见第3篇6.4节)
◎风机启动困难(见第1篇9.4节)
◎风机轴承测温联锁改进(见第3篇10.2.1节“风机轴承测温改进”款)
◎热继电器分流改造减少跳闸(见第3篇11.1.5节“热继电器分流改造”款)
5.1.1 叶轮
◎降低磨损措施
辊压机系统循环风机叶轮磨损寿命较短时,应从如下方面考虑。
(1)改善风机工作介质条件。当作为介质的空气带入风机的粉尘粒径较大时,就会加快对叶片的冲击磨损及磨粒磨损;物料硬度越大,磨蚀性越快;含尘量越大,磨损速度越高。当辊压机挤压效果较高、磨辊压力较大、能及时更换磨损的磨辊时,粉尘颗粒对叶轮的磨蚀能力就会降低;提高风机前旋风筒的除尘效率,避免漏风,就可减少进入风机的粉尘量。
(2)正确调节风机的风量与风压。当使用变频手段调节风机转速时,应完全打开原风门的开度,降低阻力;尽量压低风机转速,获得合理风量与风压。
(3)提高风叶材质的耐磨性,如使用复合耐磨钢板等。改善风机结构,减少粉尘对风叶的接触,不但延长风叶寿命,且提高风机效率,降低电耗。英国豪顿华风机比现有国产风机效率高20%以上,已为不少企业选用(见文献[5])。
◎转子不平衡振动防治
当风机振动排除了轴承座刚度不足、滚动轴承间隙过大或损坏、风机轴与电机轴的同轴度、轴弯曲度大小、联轴器连接不同心(轴向振动较大)、平直度偏差过大、轴径不圆、叶轮变形、地脚螺栓松动(垂直方向振动较大)等制作与安装原因后,就应是转子不平衡所致。
转子不平衡引起的振动特征是:振动稳定性比较好,对负荷变化不敏感;振幅不随负荷增减而变化,但随转速增高而增大,振动频率与转速频率相等;振动值以水平方向为最大、轴向很小,并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴处;振动值与偏心质量、偏心距成比例;双支承风机,径向振动大于轴向,水平振动大于垂直;悬臂支承风机,轴向振动等于或大于径向;空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢发生位移,测量的相位角值不稳定,其振动频率为工作转速的30%~50%。
引起转子不平衡的原因有:叶轮叶片的局部腐蚀与磨损;风机翼型空心叶片局部磨穿进入飞灰;叶轮上平衡块质量与设置位置不对;检修后未进行动、静平衡;叶轮强度不足造成叶轮开裂或变形、叶轮上零件松动或连接件不紧固等。这些原因多为气流中粉尘不断冲刷叶轮,或氧化皮在高温气流中不均匀脱落所致。应设观察孔随时观察这些变化。
对于叶片表面结垢脱落不均衡的防治,可采用面对叶轮叶片径向方向,安装若干高压水喷嘴,沿风机轴向为两排,且成一定角度,利用风机停机时,慢转叶轮,开启高压水泵,对叶片高压喷水冲刷,并让污水能从壳体底部排水口排除,风机开启后,便吹干壳体内水分。某风机检修中,仅对叶轮两端轴径向加橡胶板密封,同时对上部外壳体补焊。但开车后发现振动加大,经分析此次检修纯属为上部壳体作业,却将壳体内壁粘挂的结皮碰落,且不能均匀地撒到叶轮叶片上,局部增加叶轮重量,破坏了动平衡。因此,略降转速继续运转,让积灰在转动中自动清除。果然20min后,振动恢复到原状态。
若系统塌料引起振动,需查堆积物料的原因与位置,予以消除。
轴承损坏引起风机振动时,必须坚决更换(见第1篇5.9节)。
5.1.2 阀门
◎两类阀门故障检查
气动截止阀气缸损坏时,阀门就会卡在某一位置,此时表现下料减少。气控电磁阀元件多,易损件多。当PU管漏气或过滤器堵塞都会使气压低甚至断气;线圈松动、电磁阀及控制线路故障,都会导致电磁阀失灵,无法控制气控阀工作;而气控阀也会因活塞或密封圈损坏,使阀内窜气;限位螺钉掉落,螺栓孔会漏气;控制气路还可能接反。因此,每个元件质量都须可靠,坏了必须及时更换。
电动流量控制阀最常出现的故障是,阀门卡住不动,或阀位与中控显示不符。检查阀门,除观察管路上的压力表之外,还有一个可靠的笨办法:在各管道电磁阀后的充气管道上,增装与管径一致、相对可靠的手动阀门。通过依次开、关各手动阀门,观察各线路的原有阀门是否得到准确控制,凡与手动阀门控制效果不一致的阀门,都表明有问题,应在更换之列。
◎百叶阀维护
百叶阀在使用中常发生如下情况:粉尘凝固在阀门叶片上,增加阻力使进风量减小,风机电流降低,甚至使阀片难以转动,无法调节;阀门叶片磨损严重,无法关闭严实,风量处于漏风失控;部分叶片无法打开,或因转轴锈蚀,或因阀门连杆长度不适(安装不当或运行中受力不当)。这些情况经常无人留心,实际已为企业带来损失。
为此,转轴需定期加油润滑;叶片上需用耐磨陶瓷片防护。此外,还需精细调节每个叶片的连杆长度,及时清理阀门叶片上的积垢(必要时设置人孔门),风机变频调速后应拆除阀门。
5.1.3 电动执行机构
◎调试要点与力矩调整
(1)AI/M1系列(带红外线手操器)的电动执行机构,调试时“现场”、“中控”、“阀门实际位置”三种状态中,应以现场的实际位置为准。
(2)使用电流加速和中断功能时,要适时修改信号死区的控制大小,防止执行器振荡。
(3)当出现开、关方向堵转,可手摇或重新设置开/关限位,消除堵转。
(4)当显示“电池电量低、阀位丢失”时,就更换电池并重新设定开关限位。
(5)当显示“位置错误”时,应检查接线输出端子是否同时存在开关限位信号,并修改内部预留触点通道,或接线端子予以消除。
(6)当主电源丢失后,内部电池仍可供记录阀位用电,但不向背景灯和阀位指示灯供电。
(7)电池电量低时,执行器仍可正常使用,当外电失去时,阀位将丢失,再供电时,需重新设定供中控操作的相关参数。
(8)设置执行器开关限位时,阀门一定要处于全开或全关位置,防止执行器振荡。
5.2 罗茨风机
◎启动困难原因
用罗茨风机送煤粉等物料时,每次停止之前,应让风机适当延长数分钟,确保管道里存有的煤粉等物料吹净,避免受风的负压影响,使未送完的煤粉回流,造成下次开机困难。如果在输送管道靠螺旋泵一端加一只单向阀,将有利于防止煤粉逆流。
5.3 空气压缩机
◎正常使用维护
(1)重视空压机周围空气的洁净与低温,加强对入口空气的过滤保障。在出气后,还应在冷干机前后分别配置过滤器,除油精度分别为0.1mg/m3、0.01mg/m3,除尘精度为1μm、0.1μm。定期清洗与更换过滤器,达到其精度要求。
(2)储气罐应配自动排水器,保证气罐内少含冷凝水,管道低点应配良好的排水阀,并定期放水,不只是为保证压缩空气质量且节能,而且是冬季防冻所必须。当环境温度高于4℃时,应使用冷干机连续工作除去水分,温度低时要停运;否则要配置吸附式干燥器。入冬前应清净储气罐中油泥。
(3)配变频电机,以便按使用需要,根据压缩空气用量调节转速。并应选配空压机智能控制系统,减少空载与爬升耗能(见文献[5])。
◎油冷却器防堵措施
当水冷空压机油冷却器堵塞严重时,将会导致空压机轴承温度过高。而堵塞原因常是冷却塔等处脱落下的材料、循环水池的杂物、沉淀淤泥及结垢。为此,在进水管道上加装网孔为2mm的筛网,过滤较大杂质;装置除垢剂的测定装置,不断对内壁的结垢清洗;加装增压泵,适当提高冷却水循环速度,避免污物在冷却器沉淀。
5.4 水泵
◎缩短启动时间
为减少水泵启动时间,满足空压机冷却用水需要的紧急启动,需特设计一启动用的灌水装置(图1.5.1),由ϕ114mm管道及阀门组成,在启动泵时向泵内灌水。灌水装置的4个阀门正常时均关闭,如开启某台循环水泵,迅速打开该泵对应阀门,使循环水池补水环管到泵进水管形成通路,由水塔提供一定压力的水,强行由此向泵内灌水,以减少泵排气时间。当泵正常工作后,关闭该阀门。增加灌水装置后,泵启动时间由原25min缩短为4min。
图1.5.1 灌水装置循环水泵系统
5.5 液压系统
◎工作原理
以辊压机液压系统为例。液压系统是为设备提供稳定的挤压力,还在出现故障及检修时提供退辊压力(图1.5.2)。只有熟悉了液压系统工作原理之后,才有可能在系统发生故障时,准确分析原因,有针对性地处理故障。
图1.5.2 液压系统原理
五类工作油路。进油为:油泵→电磁换向阀带电右位接通→液压缸上腔;回油为:液压缸下腔→球阀→常闭型先导式电磁溢流阀带电打开→油箱;加压为:油泵→电磁换向阀带电左位接通→左右加压阀带电打开→单向阀→液压缸下腔、蓄能器;当辊压机退辊后,液压缸上腔油→退压阀→油箱;紧急卸压为:液压缸下腔、蓄能器→常闭型先导式电磁溢流阀带电打开→油箱。
各阀压力设定值为:系统压力设定7MPa,压力上限8MPa,下限7MPa,上上限10MPa,过高自动卸压;泵站溢流阀10MPa;退辊溢流阀3MPa;电磁溢流阀8MPa;蓄能器5.5MPa。
◎压力控制调节
现场液压站加载油压分停磨油压、启泵油压、停泵油压三种,应重视这三个压力值的调节,只有正确启停,才能为立磨提供合适的压力工作区,提高磨机效率。原磨机制造厂对PLC程序已设立此功能:当压力升到停泵油压时,液压站油泵停;压力降到启泵油压(停泵油压信号必须提前消失)时,油泵启动;如果压力一直下降到停磨油压,则立磨联锁跳停。现场调整理应遵循该要求,特别要做到:为阀加压后,阀泄压有一定区间,在调整停泵油压时,应在油压上升时调整;调整启泵油压时,应在油压下降时调整。
◎液压油泵自控(见第3篇11.1.3节)
◎系统科学维护
运行三个月内的检查要求:对新的或大修后的液压系统,要注意运行后液压泵、管路振动和声音,从中发现受负载、气泡、杂质、润滑、温度的影响之处;检查液压油、管路、液压缸、各控制阀的温度变化及与室温关系,掌握冷却系统是否正常;分析液压油油质有无劣化及水分;检查压力表指针摆动和控制阀稳定性;每周检查过滤器堵塞状况,并判断系统受污染程度。
液压设备启动时,应先点动,再启动;根据气候,应先进行无负荷运转10~30min。
对压力阀和流量阀的调整应在掌握说明书要求后谨慎进行。
运行三个月后的检查,是关注设备各部件的老化与磨损进度:即检查油质变化,必要时应清洗整个系统,去除残留油液及污染物。
运行一段时间后,当发现中控给定值与现场显示偏差较大时,在确认液压部分正常后,应检查各电气控制柜上安装的接线端子是否振松,导致比例阀内放大器内部电控部分出现偏差。凡遇到停磨机会,应紧固接线,对应比例电流,及时校对调整放大器内的电位器,标定零点和量程。
避免设备在高温下长期运行,以延长泵及控制阀、密封件的使用寿命。
(1)减小液压管路压力损失。控制液压管路中吸油管内流速小于1~1.2m/s,压油管小于3~6m/s。压力高、管路短、黏度低时取大值,反之取小值;减少管路长度和局部阻力个数。两个局部阻力间的距离应大于20d(d为管道直径),避免相互干扰形成阻力;管道内径合理,没有过流断面突然扩大或缩小现象。
(2)正确维护与使用液压油(见第1篇5.5.4节)。选择各种润滑油脂时,要选低温黏度较低型号油脂。
(3)降低系统运行温度。不仅延长油液使用寿命,而且可以减少冷却设备投资。
(4)减小外泄漏量。密封材料抗磨性好,元件内表面光洁度和精度高,装配中无毛刺,防尘。
(5)设备较长时间停机时应及时卸压。如果让液压系统始终处于保压状态,必然会降低液压系统中诸多元件的使用寿命。如立磨张紧装置、回转窑的液压挡轮、辊压机及篦冷机在长时间停机时都有卸压要求。但对短时间停机,不必对液压缸油缸卸压,否则反有漏油隐患。
具体卸压步骤如下。
①停机后关闭油泵电源时,并不等于油缸上腔内的油放出。如果设计未考虑中控室内卸压操作,则要在现场电气控制室或液压站进行。电气控制室可自动完成操作,在手动换向阀处于工作位置时,将电磁换向阀通电,待油缸油压为零时,卸压完成;也可关掉触摸屏电源,在液压站用手动换向阀直接卸压,但最好采用自动卸压方式。
②要注意开车前的复位操作,即卸压阀必须关闭到位,不能发生漏油。
③回转窑在停窑后如果处于上行时,需要在液压站处,将截止阀打开,油缸腔内的油便可回油箱,压力为零后,再关闭截止阀。当窑位为下行时,油缸腔内的油可自动返回油箱,不需要再进行任何操作。
莱歇液压系统由磨辊液压站、环和连接管路、带有皮囊式和活塞式蓄能器的液压缸组成。日常维护应定期更换空气滤芯、取油样化验、检测蓄能器氮气压力;检查液压管路接头的渗漏油,根据需要紧固;勤清扫液压仓内卫生,防积灰过多使电磁阀线圈短路、烧毁;定期更换油过滤器滤芯,将滤筒内清洗干净,新滤芯放进滤筒内注满油后,方可安装滤筒;安装的蛇形皮囊是防止矿渣或灰尘粘在活塞杆上,但半年要打开皮囊,用毛刷清净活塞杆或液压缸出口周围的粉尘,再用白布蘸上酒精轻轻擦洗表面积垢后,将皮囊两头扎紧;检查辊位的接近开关,防止松动误导油泵。
5.5.1 液压缸
◎维护要求
(1)准确调整液压缸活塞与缸盖、缸底间隙。新辊压机两辊间隙为15mm,活塞与缸盖、缸底间隙分别为20mm、40mm,但在辊面磨损及重新堆焊辊面后,由于辊子尺寸变化,为保持辊子原始间隙,就需采取磨损后减薄或堆焊后增厚挡块的办法,且控制幅度应在10~15mm。这种及时调整,有利于缸体与活塞间运动始终保持较长轴向移动距离,延长缸体内磨损部位的使用周期,有利于提高缸体寿命。
(2)及时处理液压缸的内漏油。这是指液压缸内工作油腔与非工作油腔之间的泄漏,但在加压与静止状态时,不表现为泄漏,也不为压力表所显示。可在停机时,拆开非工作油腔的回油管,再开启辊压机,看活塞杆移动时,有无漏油,即可判定有无内泄漏。该泄漏较大时,会影响系统稳定,纠偏加压次数增多,加速阀件、油泵磨损。
◎加压不保压原因
当拆开液压缸检查时,发现Y形密封圈翻转,而且是无杆腔与有杆腔的两个方向密封圈都翻转时,就要考虑是否因密封件尺寸、缸筒失圆、沟槽加工及表面粗糙所致,尤其是在更换新的合格密封圈之后,仍有因翻转泄漏现象时,一定是密封沟槽表面尺寸与精度,或缸筒内孔形状、尺寸公差出了问题。必须重新制作活塞。
5.5.2 阀与密封件
◎节流阀开度
每套液压系统一般有三个节流阀(辊压机为左右两套),根据作用不同,要求开度不同。加压节流阀是用于检查时调节流量的,所以,一般工作时应全开,在检查阀门泄漏时只开半圈,检查完仍要全开;减压节流阀用于调节减压速度,工作时只开2圈;与蓄能器组成回路的节流阀,是系统的稳压装置,一般要求左右开度一致,以打开6圈为宜,在某侧间隙变化大时,可适当调小此侧开度。
5.5.3 氮气囊
◎压力设定
氮气囊一般有三种状态的压力设定:p0为预充气压力;p1为最小工作压力;p2为最大工作压力。设备厂家根据原材料特性和设备能力预先对其计算设置,p0应为0.6~0.9p1,且≤0.25p2,以维持氮气囊更长使用寿命。当原材料易磨性能好时,并不需要过高的研磨压力,因此氮气囊预研磨压力就应该降低。如石灰石易磨性好,立磨的研磨压力仅有6MPa就够了,可使p0从原来的4MPa降低至3.5MPa,就不会发生氮气囊破损。
立磨蓄能器是液压系统的稳压装置。如果氮气压力低,起不到稳压作用,系统压力及间隙就会波动大,尤其是刚投料、止料时,甚至会因间隙差大而跳停;如果氮气压力大到与工作压力接近,就会产生振荡现象。一般应为工作压力的65%~75%,即在5.5~6.4MPa范围内,并以取低值为宜,也不宜高于预充气压力。
◎蓄能器温度异常原因
当动辊左右侧蓄能器温度差异较大时,原因之一是:油缸的工作状态不同,有泄漏的油缸因不断有冷却油补充,会比无泄漏、自循环的油缸温度低;原因之二是:蓄能器充的氮气压力不同,偏高的一侧已接近预加压力,当系统再加压时,只能有少量油液进入,该侧间隙变化速度要慢,动作次数也少,当然温度就低些。为调整此温度,应重新调整两侧气缸的充气压力、节流阀开度,情况就会好转;也可利用停机,将液压系统压力泄为零,让储油回到油箱冷却后,再重新启动,高温一侧就会下降。
5.5.4 液压油
◎油质选择依据
一是遵照液压设备说明书中的要求品牌,尤其是进口设备;二是根据液压元件的类别、系统压力、工作温度、工作环境和经济性等因素选购油品。购油一定要以确保设备安全稳定运行为标准,在此条件下,也可选用国内质量过硬、能够替代国外品牌同等性能的液压油。
为满足环保要求,在可降解的合成油及不可降解的矿物油中,如选用矿物类油,更换下来的油不能随处倒掉,而应降级使用在一些不重要的润滑位置。
合理选择液压油的黏度:黏度过高,虽可使泄漏减少、容积效率高,但内摩擦阻力增大,管道压力损失增加,机械效率降低,并导致泵的自吸能力下降;黏度过低时,与上相反,同样效率也低。当天寒使液压油黏度≥1000m2/s时,液压系统就不易启动,应选用低温抗磨液压油,如L-HV及L-Hs等型号;低温会使油品中的水分凝固,并附着在阀的零件或滤油器表面上。
◎正确维护油质
(1)保持液压油清洁。即使添加合格新油,也无法满足系统NAS9级要求,仍应过滤净化,过滤芯等级为3~10μm;确认符合管路安装要求和安装后的冲洗要求(见第2篇5.5节“管道清洗”款);建立定期化验制度;当系统压力无法保持时,伴随阀芯长时间通电,电磁线圈发热,应检查油缸有无絮状物或化纤物存留,卡塞在比例阀的阀芯上,阀无法动作到位。
(2)初次运行或检修油缸后,使用前要排尽空气。避免形成气穴,破坏流动性,并会出现局部高温,使油变黑,且易使与该油接触的金属产生疲劳。
(3)加强巡检。发现漏油及时处理;检查加压油缸的防护罩,如有损坏要及时更换,以保护油缸的防尘密封圈不受损伤;定期换油并记录台账:第一次为三个月,以后每半年更换一次,以排除因工件磨损腐蚀及油液氧化,使系统内部生成残留物。
(4)在处理阀件故障时,应在卸压后进行,避免液压管道爆裂伤人。
◎液压油温度高的原因
一般原因有:液压泵通风不好;油箱电子温控器损坏;油冷却器结垢或堵塞;溢流安全阀设定压力比泵的设定压力低;循环油和回油过滤器已有脏物,液压油是经旁路管回油;冷却器损坏;冷却器脏等。上述所有原因中,唯有溢流阀压力过低的隐患难以被发现。因为溢流压力越低,就越无法达到泵的设定压力,使油泵控制流量的斜盘处于最大斜角,油泵则一直以最大流量输出,电机就长期处于最大负荷工作状态,回油量大,从而导致油温升高。对其技改是根本降温措施(见第3篇5.5.4节“液压站降温改造”款)
◎油管防漏油
液压油管常因液压缸往复运动冲击而开裂漏油,焊接工作量大,且漏油损失也大。用高压胶管代替原焊接弯头,两端焊接高压活节,开焊漏油问题便迎刃而解。
◎防止液压油站过度加热(见第3篇11.1.1节)
5.6 减速机
◎启动要求
当辊压机跳停后,重新启动前应该用人工盘车,让辊间残留物料全部排出,通过人工盘车可判断减速器存在故障,尤其是运行异常时停机检查后,更要人工盘车,而且必须让减速器输出轴转一周,还可反向旋转,看转动的灵活程度。如有阻卡,不得盲目开机尝试,而要仔细检查,排除原因后方能开机。
◎RPG型维护
根据RPG减速机特点,较难检查存在的隐患,故日常维护分日、周、月三级定期形式。
日检查内容:检查齿轮箱油位、油温(温升);观察油泵和冷却水、润滑油路、通气帽;观察辊压机电机的电流、辊压机磨辊压力;观察减速机轴端是否漏油,是否有温度过高。(润滑油及轴承温度分别超过70℃、80℃时,应停机检查);自制专用听筒,检查减速机每级传动有无异常噪声。
周检查内容:清洗过滤器,同时注意润滑油油质,如有铁质杂质出现,必须停机拆卸后,送专业厂家维修;通过输入端、输出端防尘盖上的接头式压注油杯添加润滑脂;检查各螺栓连接处是否松动。
月检查内容:拧紧齿轮箱各连接部位螺栓和锁紧盘螺栓,防止松动;检查扭力盘支撑摆动是否灵活;检查冷却器是否需要清洗。检查上一次换油时间,发现油质突然变脏、变质、乳化等,停机检查其原因,并更换新润滑油。
对重要减速机,必须在油路上安装压差控制器,以及时发现油路有无堵塞;并在油站出口装电接点压力表,并合理设置最低油压报警点。定期检查仪表可靠性。
◎大型减速机研轴判断
当减速机轴与相配伍轴承内圈发生相对滑动时,轴就会发生磨损,称为“研轴”。为了及早发现研轴现象,保护轴的安全运行,绝不能依靠打开端盖用塞尺测量的方法,判断有无研轴。最有效的方法是:打开轴端盖,在轴端与轴承内圈之间划好粗细不同的连线标记,如图1.5.3所示,运行一段时间后,再开端盖检查,如果此标记线已经错位,不在同一条直线上,就表明研轴已发生,此时运行中也会发出间断杂音。
图1.5.3 用标记移位判定研轴
◎轴承升温诱因
当检修更换齿轮时,一定要充分考虑减速机运行升温的膨胀性,如果安装时未预留足够间隙量,尤其是对当地环境温度差及最高工作温度考虑不足时,就会导致高温时轴向游动间隙不足而升温,这种升温又进一步加剧膨胀,成了恶性循环。
某窑大修后,刚投料不久就发现轴承温度达95℃,且减速机上部透气孔冒烟,只有减慢窑速,温度才回落到55℃。重新核算二级轴膨胀量后,决定在线处理,加大间隙,将二级轴靠窑尾端的闷盖压盖螺栓均匀退出1.0mm,拆除原安装时0.2mm铜皮垫,并清净,再制作0.7mm调整垫,在垫子上将各螺栓内侧一次性剪成开放性插孔,把调整垫平均分为两半,回装此垫,将剖分接口留在水平位置,以免接口漏油。处理后恢复窑速运行正常。此处理须有各种应急手段,动作迅速,轴承不能有大幅游动,防齿轮副打齿。
◎油温过高原因
正常运行中,如果发生油温突然升高现象,应查找原因:检查减速机有无异常噪声,尤其是轴承有无异声;检查润滑站过滤器是否有堵塞,是否需要清洗;检查进出水温差,一般进水应小于30℃;检查热电阻接线是否松动,所测温度是否属实。
◎漏油原因分析
相当多减速机都存在或多或少的漏油,且管理者不以为然,或表现为无能为力。然而,现代减速机完全可以按照以下要求防止漏油发生。
(1)要重视消除减速机的内外压力差。因减速机箱内随着齿轮相对摩擦发出累积热量,造成箱内温度逐渐升高,压力随之增加,飞溅在箱体内壁的润滑油在压差作用下,从缝隙向外渗漏。为此,可制作油杯式透气帽焊在盖板上,孔盖加厚至6mm,透气孔直径为6mm,实现机内外压力均衡。回油时可通过油杯加油,减少漏油机会。
(2)疏通润滑油回流通道。在轴承座的下瓦中心开一个向机内倾斜的回油槽,且在端盖直口处也开一个正对回油槽的缺口,让齿轮甩在轴承的多余润滑油沿一定方向流回油池,不在轴封处积聚,减少漏油可能。
(3)采用新型密封材料。静密封点处的泄漏,在结合面可采用高分子密封胶,运行中还可用表面工程技术的油面紧急修补剂黏堵。
(4)认真维护与检修。油封件不可反装,唇口不可损伤,外缘不可变形,弹簧不可脱落,结合面不可留有污物,密封胶不可选择不当或涂抹不匀,加油量不可超过油标刻度,油品不可过高追求黏度,存在问题不可不及时更换。
(5)减速机安装要达到精度要求。凡减速机底座螺栓松动者,都会加剧减速机振动,加快高、低速轴孔处密封圈磨损而漏油。
(6)不可购置设计不合理或加工粗糙的减速机。凡有漏油记录的减速机品牌,在制造商未找到成功使用记录者之前,即便价格低廉,也不应轻易购置。比如:结构中采用油沟、毡圈式时,因毛毡补偿性能极差而使密封损坏;油沟上回油孔极易堵塞而无法回油;制造铸件未进行退火或时效处理,存在的内应力必使间隙变形后发生漏油;铸造存在砂眼、夹渣、气孔、裂纹等缺陷是漏油来源;加工精度不足也会引起漏油等,都为先天产生漏油的原因。
当发现减速机输入轴轴头出现摆动,就会破坏骨架油封唇口,一定是轴承间隙过大,此时,应当拆下输入轴承端盖,通过加调整垫,减小轴承轴向间隙,提高输入轴中心精度。
当发现因骨架油封长时间在轴头上摩擦,磨出一条小沟槽时,轴端也会漏油。此时可躲过沟槽,改变密封唇与轴颈接触位置;或用AB组分的LOCTITE轴面修复剂对沟槽处修复;或为密封位置单独设计衬套更换。
◎发现异常表观
当发现齿轮箱密封处有锈水流出时,表明齿轮箱内部有锈蚀现象,检查密封橡胶圈外观并无损伤。停磨检查,从外在看:减速器底座位置防潮板发生大面积锈蚀,板下多有积水,表明该防潮板安装时未涂防锈漆,未焊死,有水分进入;与轴瓦接触的外层盖板上部边缘密封处锈蚀,但靠近边缘环带并无锈蚀现象,说明水分不是从减速器中部腔体进入,但锈蚀已发生在减速器密封内部或轴瓦处。从内部看:吊出中间两层盖板,均无明显锈蚀现象,说明齿轮箱内部尚好;吊出外层盖板,发现迷宫密封环槽间锈蚀严重,盖板底部与轴瓦接触处亦有锈蚀,轴瓦侧面也有局部锈蚀。此时最大可能是安装持续时间较长,尤其磨机位于炎热多雨、昼夜温差较大的地区,安装也不注意密封,比如对防潮板不进行防锈漆处理,又未焊死,导致雨水进入齿轮箱内结雾,使润滑油内含有较多水分。这些疏漏极大威胁齿轮箱正常运行,必须及早处理(见第2篇5.6节“锈蚀分析处理”款)。
减速机未在轴承座上加装温度传感器和智能温度变送器时,只凭稀油站的正常运行,并不能保证轴承与齿轮的正常润滑,更不一定能保证减速机不被烧毁。某减速机因分配润滑油的油管断裂,使润滑油泄漏而酿成大祸的事实表明,必要的检测仪表应配备齐全,对大型减速机最好配备在线滤油装置,随时检测与观察油质变化。
◎推力瓦移位的操作
HRM立磨减速器推力瓦是铸合体,瓦体35钢,表面是巴氏合金层,材质是zehsnhb11-6。它的移位会造成高压油表压力异常,有高有低;减速器推力盘与减速器外壳的间隙不一,推力盘高低不平。这有可能是磨内进入金属,磨机振动,工作缸压力失重、失衡、不保压或缸裂及磨辊断裂所致。为此,运行中要做到以下几点。
(1)操作中要尽量避免磨机振动,一旦发生必须尽快采取对策。
(2)运转前应开启4台高压油泵10min以上,保证推力瓦与磨盘间形成稳定等厚的油膜。
(3)巡检检查稀油站油箱温度,低于20℃时,开启加热器,并间歇开启低压油泵进行热循环,泵出口压力要高于0.25MPa,监测油路过滤器的差压信号。规定推力瓦油温在25~75℃间,不得超过85℃;并记录每个高压油管的压力值(空载1.5~3MPa,有载5~12MPa),瓦的压力值3~6MPa,遇异常应及时处理。
(4)停机时,要检查工作缸装置,磨盘清料后,如磨辊直接与磨盘衬板接触,抬起磨辊,将限位丝杆向下调20mm,将磨辊再次放下,核实磨辊与衬板间距离后,将螺帽拧紧。
(5)为保护径向瓦,减速机行星架与输出法兰的内六角螺栓在初始运行后的第一个月必须拧紧防松,三个月后要再次拧紧,并在后续运转中定期检查。
◎使用转矩信号检测技术(见第3篇5.6节)
◎重视轴承润滑(见第1篇5.9节)
◎立磨润滑站维护(见第1篇8.1.1节)
◎润滑油冷却要求(见第1篇8.1.1节)
◎减速机润滑油选择(见第3篇8.2节)
5.7 联轴器
◎膜片式的巡检
对膜片联轴器的巡检中,发现膜片联轴器跳动量过大或有异常响声时,要及时停机检查。如发现连接螺栓有松动或断裂,说明膜片已断裂,必须更换膜片,甚至更换联轴器。否则,联轴器轴向窜动量过大,就会引起主电机轴瓦发热乃至烧瓦。
◎输出端轴承发热原因
引起输出端轴承发热的原因有:电机、耦合器与主机三者同心度超差;冷却油系统堵塞油路不畅;轴承损坏等,更不能疏忽联轴器膜片厚度不均或间隙量大所带来的危害。膜片的安装距离应严格设定在±0.50mm以内,最小可考虑到±0.20mm,只有对中数据严格,才有利膜片的使用寿命。
◎联轴器振动的手段(见第1篇10.2.3节“测温枪测联轴器振动”款)
◎尼龙销断保护电路(见第3篇11.1.8节)
5.8 液力耦合器
◎漏油危害
液力耦合器分调速和不调速两类,调速液耦是控制泵轮和涡轮之间的油位实现丢转调速,而不调速液耦的油位不会改变。但如果液力耦合器有漏油现象,油位就会下降,其转速也会跟着下降。若此时液耦带动的是提升机,随着转速变慢,料斗内物料就会增多,且物料因甩出速度变低、无法甩净。两个因素叠加后,就必然导致斗提电流不断增加;同时,由于液耦丢转,涡轮和泵轮与油之间产生位移摩擦,油温必然上升,最终导致易熔塞熔化喷液。因此,对液力耦合器漏油绝对不能坐视不管,掉以轻心。
◎常见故障与防治
当大型风机调速选用液力耦合器时,常会发生出油温度高及供油油压低两类问题。
出油温度高的原因:液耦不适宜在输出功率低区域长时间工作,此时发热量大,出油温度就高,因此操作启动风机要避免低速段运行,尽快提到600r/min以上,特别是要避开比转速0.667(相当于990r/min)最大发热点,即使风机振动也不应降低转速,而应排除振动诱因。其他原因还有:冷却水不足或冷却器结垢或积炭而冷却效果差,运行一段时间后,可以用专用的积炭清洗剂清洗;油箱内油位过高产生热量;因堵塞,使供油量不足,无法带出液耦的热量。
供油油压不应低于0.07MPa,低于0.05MPa报警,低于0.03MPa停机。导致油压低的原因是:滤油器堵塞、油泵故障、转动外壳漏油、溢流阀失效泄漏及转动体泄漏等。应采取的措施做好设备密封,防止杂物或粉尘进入润滑系统中;检修后的油箱及油泵一定要清净杂物,可以通过多次试开机提速,再拆除滤油器检查清洗,直到无杂物黏附于此,方能正式开机;要及时更换因高温而变质的液压油。
◎防爆炸措施
在同时不符合下列条件时,就会出现液力耦合器内传动油体积急剧膨胀,使壳体炸裂。这种炸裂不但使设备毁坏,而且铁片横飞对周围人员及设备都是重大威胁。
(1)液力耦合器内传动油加的过满,超过80%。绝不能因为怕漏油造成缺油,且加油位置高,就一次多加些。而应当努力防止耦合器漏油(见第3篇5.8节)。
(2)主机负荷突然增大,表明主机内因有异物(如大件金属件)而卡住。此时,必须停机将异物取出,并清理掉机内所有积料。然后再开车,如果启动仍困难,则不能急于重复启动,清理阻止启动的障碍。并等待传动油冷却后再启动。由此可见,重视金属件清除十分重要。
(3)提升机传动逆止器未保持完好,不能定期检查,损坏了也不修复。提升机维修过程中,若发生倒转飞车事故,同样会造成传动油高温。
◎防易熔合金熔化(见第1篇4.5节“自控检测要求”款)
5.9 滚动轴承
◎保护立磨磨辊轴承
介绍不同立磨情况:
(1)ATOX型立磨设计用密封风机防止灰尘进入辊子轴承,当该风机负压低于2.5kPa(25mbar)时,磨机会自动保护跳停。但此类故障原因很多,需逐一排除,如进风口滤网堵塞,风管脱落,取样管脱落或接头折断,窄V带打滑等,这些机械故障均可在立磨停机时排除。但并不能排除操作不当原因,因为立磨循环风机负压会抵消密封风机的吹风量(抵消量与密封风管出口位置及风压取样管位置有关),此时应增加入磨吹风量,以补偿该压力损失。即在开磨物料进入立磨的瞬间,将循环风机的排风开到90%,并将入磨热风门全开,启动磨机主电机,将入磨物料稳定在磨盘上,开启喷水阀门,确保出磨风温低于130℃。另外,当磨辊磨损后,密封风机压力也会下降,此时入磨热风门全开,冷风门全关,循环风机回风全开,且出口风门开85%,进口风门开95%。这类操作应与窑操作密切联系。
(2)当密封风压报警时,MLS立磨不应运行,这是防止磨内粉尘窜入磨辊轴承的保护性措施,此时应检查风压不够的原因并及时排除。其原因有:一是风机本身压头偏小;二是风管有漏风处;三是管道与磨辊连接处密封环已坏或没有。
(3)MPS5000B立磨在更换磨辊与磨盘衬板后,密封风压如果变低,原因是磨辊位置升高、料层增厚,带动活动立管位置上升,使上端伸入到固定密封管道内,高压空气便从上升的球形密封外侧缝隙中泄漏,使磨辊密封风压降低。此时略提高磨辊张紧压力10Pa(仍小于设计允许值180Pa),磨辊密封风压就能升高,达到正常运行要求。
◎振动发展规律监测
滚动轴承在使用中表现出很强的振动规律,并且重复性非常好。在开始使用时,振动和噪声均比较小,但频谱有些散乱、幅值都较小,可能因制造过程存在缺陷,如表面毛刺等所致。运行一段时间后,振动和噪声维持一定水平,频谱单一,轴承状态非常稳定,进入稳定工作期。运行到使用后期,轴承振动和噪声开始增大,有时出现异声,但振动增大的变化较缓慢,此时,轴承峭度值(峭度值表示轴承工作表面出现疲劳故障时,每转一周,工作面缺陷处所表现的冲击脉冲越大,冲击响应幅值越大,故障越明显)会突然达到一定数值。此时轴承表现类似初期故障,需对它严密监测。此后,轴承峭度值又开始快速下降,并接近正常值,而振动和噪声开始显著增大,其增大幅度逐渐加快,当振动超过振动标准(如ISO2372标准)时,轴承峭度值又开始快速增大,当超过振动标准,峭度值也超过正常值时,轴承就进入晚期故障,已临近抱轴、烧伤、保持架散裂、滚道、珠粒磨损等故障发生,需要及时检修,更换轴承。掌握此规律,对滚动轴承的振动监测、预防故障十分关键。
◎重视轴承润滑
减速机内轴承与齿轮啮合面共同润滑时,当油压处在允许下限,或油站与减速机高差较大时,会增大轴承的润滑阻力,造成轴承润滑不足,若发现轴承内、外圈有点蚀,不要轻易以为是轴承自身质量。继续疏忽就会造成严重胶合,继而轴承碎裂,并卡坏若干齿轮,酿成重大事故。这种润滑不足,往往因观察口被齿轮盘遮挡,难以发现。为此,安装冲击振动传感器(见文献[5]),将是最早发现轴承异常的工具。
在二级平行轴处应加装该轴温度监控装置,当发现轴承温度较高时,应考虑润滑油管移位或堵塞,进而导致冷却油量下降。此时可对该轴承位置淋油,向油箱补充冷油,让油位能浸没到该轴承高度。
根据季节更换润滑油品种,夏季用N320中负荷闭式工业齿轮油,冬季用N220,上述两种同品牌油品可调配,以求黏度适应环境温度,减少从透气帽漏油。观察油质清洁程度,判断减速器磨损状态;从油温与动定辊轴承温度差,可判断运行正常与否。
◎处理轴承轴向漏油
当高速轴承密封轴向漏油时,应检查轴承座密封方式,如为填料密封,用油浸石棉盘根或羊毛毡,当压盖压紧力过大或不均匀、且轴承转速较高、轴颈与轴承发热温度较高时,它会过快磨损而漏油。如果用骨架密封,效果虽好,但更换麻烦;若用剖分式骨架油封,每个需200元以上;现建议用5元/个的骨架油封锯开一条直口,将断口朝上装入轴上,再将唇口弹簧加装好,用原压盖将油封置入轴端盖内,效果极好,不仅密封廉价不漏油,而且轴承寿命提高一倍以上。
◎提高油封密封效果
对轴承密封一是为防内部润滑介质泄漏,二是为防外部灰尘或水分进入,两者都直接影响轴承的使用寿命。辊磨的磨辊密封因是动态密封,虽转速较低,但通过接触式密封达到零泄漏就更难,一般选用油封形式,具有耗材少、重量轻、拆卸容易、占空间小、密封性能好、使用寿命长、成本低等优点。它是通过其唇口与轴接触面间存在一层很薄的黏附油膜,既可对液体介质密封,又可起到轴与唇口间的润滑作用。
为提高密封效果,油封应选用氟橡胶制作,以适应磨辊的高环境温度;一般为组合设计,采用主副唇相配,副唇防尘。对使用油封的轴应满足:提高接触辊轴的表面光洁度,Ra在0.8~1.6之间;严格控制与油封接触位置的轴、油封座尺寸公差及相关同心度;提高轴径表面硬度至HRC50以上,或加轴套;在油封座和轴肩处应有15°~30°的倒角,便于油封装卸。
安装油封时,应在唇部涂抹锂基润滑脂;对于组合油封,应按一定顺序组装,使其性能相互补充,外唇要有润滑功能;连续200~300h需更换一次油脂。
◎保管要求
大型轴承在库内应平放,且做防锈处理。若站立存放会引起变形,或发生锈斑,都会严重影响使用寿命。安装好密封的磨辊存放时,要将磨辊装置大头向下,使磨辊轴垂直于地面,使密封圈受力均匀,不会变形影响效果。
◎立磨选粉轴承测温设计(见第3篇10.2.1节)