我公司首期萬噸甲醇項目配套臺型棒磨機, 該磨機主要用于粉碎各種硬度的煤塊, 其破碎比很大, 通常為200—300。棒磨機采用鋼棒作為破碎介質, 鋼棒的直徑通常為40—100mm, 棒磨機的給料粒度不宜大于25mm, 否則會使鋼棒傾斜, 工作時導致鋼棒的彎曲和折斷。其工藝特點是有選擇性破碎粗粒及選擇保護細粒, 出料端有滾筒篩, 可以講粗粒過濾排出, 其產物粒度均勻。本機主要用于濕法磨煤, 用以制備合格的水煤漿。
1 應用現狀
該棒磨機的驅動原理為:主電機通過柱銷聯軸器帶動減速機 (西門子H2SH17A) 運轉, 減速機輸出軸通過氣動離合器和小齒輪連接, 小齒輪與固定在筒體端面大法蘭的大齒圈嚙合, 帶動筒體做回轉運動。我公司棒磨機經過2年多的運行, 傳動裝置出現過以下問題:
1.1 小齒輪兩端軸承座振速超標, 見下表:
1.2 小齒輪齒面溫度溫差大, 兩端軸承座溫差大。見下表:
1.3 減速機整機振動大、運行過程中發現減速機內部有異響、且運行溫度較高。
2 原因分析
2.1 設備安裝原因。由于棒磨機組在安裝的時候是筒體及大齒輪先就位, 在保證筒體水平度及中心度后安裝大齒輪 (裝配后大齒輪的徑向跳動要求在每1000mm節圓直徑上不大于0.25mm, 軸向跳動在每1000mm節圓直徑上不大于0.35mm) , 然后以大齒輪為基準安裝小齒輪, 再以小齒輪為基準安裝、找正減速機, 最后再以減速機為基準安裝、找正電機。這四個步驟中, 如果某一個步驟的同軸度或者水平度存誤差超過允許值, 都會導致后續工序中出現更大的誤差, 從而給棒磨機的運行留下先天性的疾病。而這里面很關鍵的則為小齒輪的水平和對中, 如果小齒輪的找正沒有找好, 則會導致大小齒輪嚙合不好, 大小齒輪傳動不平穩, 這樣就會出現齒面溫差大、軸承座及減速機整機振動大等問題, 長時間下去, 一方面會磨損大小齒輪, 使齒面出現突臺, 另一方面會損壞軸承及減速機。至于為什么運行了2年后減速機出現異響, 這是因為:長時間的大小齒輪嚙合不好, 加速了齒面的磨損, 一旦原始齒輪的漸開線被破壞, 大小齒輪的受力法線不為大小齒輪的切線時, 磨機運行時就會對整個小齒輪軸產生推力, 造成軸承在軸承座內圈的竄動, 久而久之損壞了軸承, 使軸承產生了異響, 所以減速機側聽到的異響其實為軸承傳導過去的。
2.2 設備日常的維護原因即大小齒輪潤滑、對油泥清理不及時。雖然大小齒輪都有護罩, 但其密封性能較差, 而且棒磨機組一般都工作于煤粉塵嚴重的環境中, 這樣煤粉很容易就會附著在齒面上, 和潤滑油結合形成膏狀的油泥, 破壞齒面的油膜, 影響干油噴射對齒面的潤滑效果, 齒面出現干磨現象, 所以就會出現上表中不同時期測量的齒面溫度相差較大的情況。另外, 靠近大齒圈的兩排筒體螺栓如果出現漏漿, 隨著筒體的轉動, 離心力會將煤漿摔入大齒圈護罩內, 也會影響齒面的潤滑, 出現上述情況。
綜上所述, 出現以上三個問題的根本原因是磨機大小齒輪的嚙合不好。所以, 要解決以上問題, 必須從改善大小齒輪的嚙合情況為突破口。
3 解決辦法
2015年6月, 聯系了西門子售后工程師對現場減速機進行了全面檢查, 除了發現整機振動大造成減速機齒面有條狀磨損痕跡外減速機并沒有斷齒及軸承損壞的情況發生, 這更加肯定了前面的判斷。
2015年7月, 利用系統臨時停車的機會, 對小齒輪總成 (包括兩側兩個軸承及軸承座) 進行了更換, 并以大齒輪為基準, 對小齒輪重新進行了找正, 使大小齒輪的嚙合滿足一下條件: (1) 齒側面接觸斑點沿齒高方向不小于40%, 沿齒長方向不小于50%; (2) 用塞尺或壓鉛法檢查齒側間隙在1.7-2.45mm范圍內。保證設備在安裝上滿足要求。
另外, 在大小齒輪的最低處開設清理孔, 定期對齒輪護罩內的油泥進行清理;定期緊固筒體螺栓, 尤其是靠近大齒圈的前兩排螺, 如果一旦發現有漏漿情況發生, 必須停機緊固。這樣, 就保證了大小齒輪的潤滑, 改善了大小齒輪的工作環境。最后, 科學合理的設置噴油時間和間隔時間, 對大小齒輪的潤滑也至關重要。
4 結語
經過對上述幾個方面的改造, 棒磨機于2015年7月22日開起來后, 振速指標值均在ISO 10816 振動標準 (≤7.1mm/s) 要求范圍內;齒面溫差在4℃以內, 減速機內的異響也已經消除, 目前設備在滿負荷下運行情況良好 (。注:所有數據只代表當時所測數據)
摘要：棒磨機是陜西長青能源化工有限公司煤漿制備工段的磨煤設備, 棒磨機傳動端小齒輪、軸承及減速機的磨損、損壞是造成磨機停機及備件消耗的主要因素。筆者結合公司現場實際情況, 從棒磨機傳動端的安裝以及日常的潤滑、清理等維護方面分析了傳動端常見故障的原因并介紹了處理方法。
關鍵詞：棒磨機,小齒輪,振動,潤滑,維護
參考文獻
[1] 孫時元.《選礦設備手冊》.北京機械工業出版社, 2006年10月出版.
[2] 《礦山機械》.第41卷2013年第6期.楊莉萍等“棒磨機故障分析及解決辦法”