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立磨主电机轴瓦侧面巴氏合金磨损原因分析

发布时间：2013-03-18 浏览次数：831

张万东
（天瑞集团南召水泥有限公司）
　　我公司制备生料的主机设备是史密斯ATOX50辊式立磨，驱动系统减速机：FLENDER KMPS546，3767kW；主电机是湘电YRKK900-6，4000kW，10kW高压电机，传动简图如下：
　　1　故障现象
　　该生料制备系统自2010年5月份投入运行以来，运转一直正常。但于2012年1月5日1时30分，中控操作员发现主电机前轴瓦温度不断升高，逐渐升至跳停温度：65℃，立即通知现场巡检工进行处理，巡检工随即用轴流风机向前轴瓦吹风降温，但仅维持到5日8时30分立磨因前轴瓦温度过高而跳停。公司技术部组织技术人员到现场进行检查，手试轴瓦瓦座温度及回油温度均不高，电机油站显示油箱温度为20℃。于是采取如下措施：加大供油量、更换热电阻（排除热电阻故障出现假信号）、调整磨机跳停联锁轴瓦温度值（由65℃调整至70℃），期间试开磨机两次，但即使在不下料的情况下，电机前轴瓦瓦温也迅速上升，且一次比一次上升的快。由此判断，电机前轴瓦已出现问题，不能再继续开机，需立即抽瓦检查。
　　2　抽瓦检查
　　拆去电机前轴瓦上盖后，即发现下瓦座在靠近联轴器侧的空隙中有大量的巴氏合金碎片（见图4），证实了前面轴瓦受损的判断。拆下上轴瓦检查，轴瓦工作面无损伤，但靠近联轴器侧的轴瓦侧面的巴氏合金已被轴肩严重磨损，原来4mm(见图2）的厚度只剩下1.5mm（见图3）。再检查下轴瓦，发现下轴瓦的侧面已与轴肩紧密接触，轴瓦侧面的巴氏合金被磨损也是必然的了。
　　在如图1所示位置放置千斤顶，松开主电机后轴瓦的上压盖固定螺栓，拆除RAK710联轴器钢膜片处的联接螺栓，用千斤顶将电机主轴稍稍顶起，周向转动下轴瓦（如感觉吃力，可再抬升千斤顶，注意起升幅度要尽量小），直到将下轴瓦抽出。检查发现，下轴瓦一个侧面与上轴瓦磨损情况相同，其工作面在靠联轴器侧有100mm宽也有磨损，好在磨损量不是很大，刮研修复后应该还能继续使用。
　　至此，电机前轴瓦发热是因为上、下轴瓦的侧面与轴肩摩擦而引起的，很明显是窜轴了，虽然供油压力、油量、油温　正常，但轴瓦也会迅速升温而导致主机跳停。
　　3　原因分析
　　根据轴瓦侧面与轴肩接触摩擦情况来看，可以肯定是电机主轴向尾部窜动了，且窜动量较大，至少有5mm(轴瓦侧面与轴肩原有2.5mm的间隙，现在轴瓦侧面的巴氏合金又被磨损掉2.5mm，二者之和为5mm），那么找到电机主轴为什么会向后窜动则是解决问题的关键。
　　3.1 机械方面
　　（1）可能是主减速机高速轴轴向窜动量过大引起的。我们使用千斤顶与百分表配合，测出高速轴的轴向窜动量是0.45mm，小于其正常的窜动量0.5。这种可能性可排除；
　　（2）可能是联轴器问题。本驱动系统所用联轴器是RAK710型联轴器，其一端与电机相连的是弹性柱销式联轴器，另一端与减速机相连的对轮间装有钢膜片（见图1）。通过观察，联轴器装有弹性块的一侧没有问题，在装有钢膜片的一侧，发现钢膜片有轻微变形和少量断裂，因没有太大异常，当时把联轴器方面的原因也排除了。
　　3.2 电气方面
　　电气方面能影响电机主轴窜动的因素就是磁中心线在开停、车时不重合而产生的少量窜动，经与公司电气主管沟通，结论是磁中线引起的窜动量也是微乎其微，根本不足以引起轴瓦与轴肩接触摩擦；况且出现轴瓦发热之前，主电机一直运转正常，那么电气方面的原因也可以排除。
　　4　应急措施
　　因为生料库内的生料已不足以维持窑的正常生产，立磨急需开机，因Z根本的原因没有找到，情急之下我们采取了应急措施：
　　拆下的上、下轴瓦经过刮瓦，并用红丹粉涂沫与轴配研后安装，发现下轴瓦的侧面与主轴轴肩间隙太小，用150mm塞尺测量后，只有0.03mm（见图3），很明显，如以这样的间隙安装，开机后二者还会摩擦发热而造成主机再次跳停。于是再次取出下轴瓦，将轴瓦下瓦座与电机前面板间的调整垫片组拆除了一片，厚度2mm（原垫片组共有两片，一片2mm，一片3mm），使轴瓦安装后，保证轴瓦侧面与轴肩有2mm的间隙。垫片组位置如图4照片。
　　5　试车
　　用汽油清理干净轴瓦油室，按照拆瓦顺序，将拆除垫片后的下瓦座、上、下轴瓦、甩油环、上瓦盖均安装到位，移除千斤顶，将钢膜片联轴器螺栓按规定的力矩拧紧，检查现场无杂物，开启主电机油站，调整油位，于6日零晨30分开启主电机，现场温度仪表显示前后轴瓦温度均匀上升，半小时后，前轴瓦温度稳定在58.5℃，后轴瓦温度稳定在45.1℃，虽比以前正常运行时高10～20℃，但也在正常范围内，随开始投料，投料量保持在380t/h，在确保电机轴瓦温度不上升的情况下慢慢加大投料量至420t/h。
　　这样运转至6日上午10时，主电机前轴瓦温度又出现了异常，开始不停上升，虽增加风机吹风降温，但瓦温仍慢慢逼近先前设置的主机跳停值：70℃。毫无疑问，电机主轴再次后窜，致使轴肩与轴瓦侧面接触摩擦造成轴瓦发热，不得已于12时15分再次停磨检查。
　　6　发现原因
　　我们此次把检查的重点放在了联轴器上，移除防护罩，通过对联轴器的认真检查，发现装有钢膜片的联轴器两对轮间距明显增加（已由规定的29mm增加至37mm），膜片已有多处出现断裂、松散。看来这才是引起主电机主轴向尾部窜动的罪魁祸首，先前钢膜片的变形、少量断裂，已推动电机主轴向尾部方向窜动，但没有引起我们的注意；又经过中间两次开停机，已受损的钢膜片在磨机启动时巨大扭矩的作用下出现大量断裂，变形加剧，膜片与膜片之间的间隙进一步变大，于是推动电机主轴向尾部窜动，使轴瓦侧面与轴肩再次接触摩擦而引起发热。
　　7　处理方法
　　Z根本的原因找到了，处理起来也就更有目的性了。拆除损坏的钢膜片（已完全碎掉，见图5照片），开启电机油站，将电机主轴向前顶，使钢膜片联轴器两对轮的间距达到要求值：29mm。更换新的钢膜片，开机试车，空试没有问题，带上负荷后连续运转两天，电机前轴瓦温度稳定在38.2℃，后轴瓦温度稳定在37.1℃，彻底恢复到了正常状态。
　　8　结束语
　　本次事故给了我们深刻的教训，事后技术部的全体人员也作了全面的总结，一致认为这是平时检查不到位，出现运行故障时分析、查找原因又不彻底而导致在处理这一故障的过程中走了弯路，愿我们的教训能给读者朋友带来帮助。
来源：《四川水泥》2012年06期
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