CLF140/65型輥壓機(jī)典型故障的處理

石珍明周豐雨王海中

1. 江西南方水泥有限公司，江西 南昌 330000；2. 江西興國南方水泥有限公司，江西 興國 342432

CLF140/65型輥壓機(jī)典型故障的處理

石珍明1周豐雨2王海中2

1. 江西南方水泥有限公司，江西 南昌 330000；2. 江西興國南方水泥有限公司，江西 興國 342432

CLF140-65輥壓機(jī)投運(yùn)之初，設(shè)備的結(jié)構(gòu)存在諸多設(shè)計(jì)缺陷，頻繁發(fā)生機(jī)架主梁連接螺栓斷裂和構(gòu)件開裂等典型重大故障，產(chǎn)能僅能發(fā)揮80%左右，長期處于低效能運(yùn)行狀態(tài)。檢修后，輥壓機(jī)兩臺(tái)電機(jī)負(fù)荷電流接近一致，工況下振動(dòng)正常，機(jī)架整體穩(wěn)固無松動(dòng)，行星減速機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，系統(tǒng)產(chǎn)量穩(wěn)定運(yùn)行在100 t/h左右，設(shè)備可靠性達(dá)到100%。

輥壓機(jī) 斷裂 開裂 振動(dòng)

0 引言

我公司水泥粉磨為輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，配置為輥壓機(jī)（CLF140-65）+V選（V2000）+管磨機(jī)（Ф3.2 m×13 m）。該輥壓機(jī)由CDLJ公司2003年制造，2005年投運(yùn)使用。由于設(shè)備的結(jié)構(gòu)存在諸多設(shè)計(jì)缺陷，頻繁發(fā)生機(jī)架主梁連接螺栓斷裂和構(gòu)件開裂等典型重大故障，產(chǎn)能僅能發(fā)揮80%左右，長期處于低效能運(yùn)行狀態(tài)?；诖?，我們結(jié)合當(dāng)前隱患情況，于2013年5月停機(jī)10天進(jìn)行全面檢修，并實(shí)施了專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，取得了預(yù)期效果。現(xiàn)將處理經(jīng)驗(yàn)與改進(jìn)體會(huì)進(jìn)行總結(jié)。

1 故障問題與原因分析

1.1 機(jī)架主梁連接螺栓頻繁斷裂和構(gòu)件開裂

輥壓機(jī)通過上下機(jī)架和端部機(jī)件（見圖1）的高強(qiáng)螺栓產(chǎn)生的摩擦力傳遞并平衡輥體反作用力載荷，同時(shí)在端部機(jī)件尾部設(shè)置鍵形機(jī)架擋塊，構(gòu)成定位止推擋塊。

由于上機(jī)架結(jié)構(gòu)件厚度較薄，承載剛度不足。且承載螺栓孔為非鉸制孔，機(jī)架整體的定位及承載能力不足。在固定輥側(cè)的端部機(jī)件周期性傳遞大載荷情況下，螺栓承載部位出現(xiàn)微動(dòng)錯(cuò)位而松動(dòng)，致使上下機(jī)架與端部機(jī)件的作用力傳遞分布不均勻，輥體反作用推力在支架內(nèi)得不到自平衡，造成高強(qiáng)聯(lián)接螺栓經(jīng)常被剪斷。受此影響，機(jī)架鍵形定位擋塊承載螺栓也超載受力頻繁被剪斷，上機(jī)架金屬結(jié)構(gòu)件在該裝配位置被反作用力撕裂。

1.2 固定輥行星減速機(jī)輸出中空軸局部開裂和軸承室嚴(yán)重磨損

因固定輥反作用推力在機(jī)架內(nèi)不能被自平衡消除掉，導(dǎo)致固定輥有向后的瞬間高能量位移沖擊勢(shì)能。該勢(shì)能作用在輸入軸鎖緊盤聯(lián)軸器上，致使懸掛式行星減速機(jī)有較大的擺動(dòng)幅度和勢(shì)能。輸出聯(lián)軸器鎖緊螺栓逐步松動(dòng)，減速機(jī)輸出中空軸和固定輥輸入軸配合面摩擦鎖緊力降低，配合面松動(dòng)并產(chǎn)生相對(duì)滑移，最終使得中空軸在鎖緊膨脹縫根部沿圓周方向出現(xiàn)50 mm左右的貫穿裂紋（見圖2）。同時(shí)配合面因滑移產(chǎn)生金屬撕裂和塑性變形（見圖3），配合面失效。

受行星減速機(jī)較大的擺動(dòng)幅度和高能量沖擊勢(shì)能的影響，高速軸軸承散架，軸承室內(nèi)部出現(xiàn)0.45 mm左右的磨損，內(nèi)部嚙合齒輪局部斷齒受損。

1.3 喂料溜管通過能力偏低

由于輥壓機(jī)喂料溜管截面尺寸（400 mm× 450 mm）偏小，導(dǎo)致物料通過能力偏低，輥壓機(jī)頻繁振動(dòng)，臺(tái)產(chǎn)僅能達(dá)到80 t/h左右。由此引起管路液壓油處于震蕩狀態(tài)，使得蓄能氮?dú)饽覙O易破裂，以及液壓缸缸體機(jī)械磨損。

液壓缸解體后發(fā)現(xiàn)：左側(cè)上部液壓缸缸體磨損凹陷約2 mm，左側(cè)上下液壓缸活塞磨損嚴(yán)重，右側(cè)上下液壓缸缸體有損傷，2只10 L氮?dú)馄繜o壓力。運(yùn)行記錄顯示，兩臺(tái)主電機(jī)電流差較大（≤10 A）。

2 解決措施

（1）輥壓機(jī)上下機(jī)架與端部機(jī)件螺栓孔全部采用磁力鉆擴(kuò)孔，人工精密鉸孔，消除孔位置錯(cuò)移量（上下孔重合率≥85%）。聯(lián)接螺栓材質(zhì)調(diào)整為40Cr，孔和螺栓桿間采用基孔制過渡配合（H7/m6），螺紋與螺桿間圓滑過度退刀槽，盡量減少機(jī)加工應(yīng)力產(chǎn)生。

圖1 機(jī)架主梁連接螺栓頻繁斷裂和構(gòu)件開裂

圖2 中空軸在鎖緊膨脹縫根部沿圓周方向出現(xiàn)裂紋

同時(shí)，在上機(jī)架定位止推鍵形擋塊的上部兩側(cè)翼板端部增加20 mm厚腹板，以增強(qiáng)該部位的承載強(qiáng)度和剛度。并對(duì)上機(jī)架撕裂部分開“X”形坡口，清理渣皮和打磨表層含碳金屬層后，原位置安裝鍵形擋塊，使之處于定位工作狀態(tài)。點(diǎn)焊定位后，用J506焊條沿坡口長度分層分段均勻施焊。施焊過程需控制焊層溫度不得集中過熱，防止應(yīng)力積聚和焊接應(yīng)力變形。在鍵形擋塊上部的機(jī)架撕裂部位，需預(yù)留20 mm焊縫作為焊接反變形矯直區(qū)域。待施焊及反變形矯直施焊結(jié)束后，逐步試配并打磨突出焊接部位，保證定位止推鍥塊各配合面處于緊密貼合狀態(tài)。

圖3 金屬撕裂和塑性變形現(xiàn)象

（2）固定輥輸入軸配合位置既有金屬撕裂產(chǎn)生的較大溝槽，也有因塑性變形產(chǎn)生的凸起。處理工藝：首先清洗部件露出基體，并按照裝配精度加工工裝——測(cè)量孔板，并對(duì)凸起于測(cè)量孔板的塑變點(diǎn)進(jìn)行精密打磨處理。以輥體軸承為支點(diǎn)，制作拖動(dòng)工具使輥體以1 r/min的速度慢轉(zhuǎn)，采用激光熔覆冷焊技術(shù)對(duì)金屬撕裂環(huán)向溝槽均勻堆焊。在表面堆焊接近裝配尺寸時(shí)，采取邊施焊、邊用測(cè)量孔板檢測(cè)、邊精密打磨的“三邊”原則表面修復(fù)工藝，直至修復(fù)部位尺寸達(dá)到裝配要求。

全面解體并清洗固定輥行星減速機(jī)，并對(duì)中空軸實(shí)施超聲波探傷檢查，發(fā)現(xiàn)在膨脹縫根部沿圓周方向50 mm左右的貫穿裂紋以外，另有100 mm左右的延伸微裂紋。處理工藝：沿中空軸裂紋處冷態(tài)機(jī)械開坡口，整體預(yù)熱至200 ℃，采用“FGMKM-B.U”彌散強(qiáng)化復(fù)合金屬梯度功能材料技術(shù)熔覆修復(fù)。其它表面磨損部位均用同樣材料技術(shù)修復(fù)。施焊修復(fù)均需富余裝配尺寸1 mm左右后，整體放入熱處理爐膛，加熱至600 ℃進(jìn)行退火消除焊接應(yīng)力處理。隨爐冷卻至室溫后，車削表面尺寸至裝配要求。

行星減速機(jī)輸入軸軸承室裝配位置磨損，采用厚5 mm的鑲套工藝方案處理。因內(nèi)部嚙合齒輪的局部斷齒長度占齒長的15%以內(nèi)，且數(shù)量不多，分布不集中，所以對(duì)局部斷齒采取密磨削處理。

（3）將輥壓機(jī)喂料溜管截面尺寸擴(kuò)大為600 mm×600 mm，提升物料通過能力1倍，確保倉壓有效作用在兩輥入料做功區(qū)。同時(shí)更換輥壓機(jī)左側(cè)上下液壓缸，修磨右側(cè)上下液壓缸損傷部位，達(dá)到密封配合要求。更換氮?dú)饽覔p壞的皮囊和右側(cè)液壓缸密封，及清洗液壓管路，換裝液壓油。升級(jí)改造減速機(jī)油站列管式冷卻器為板式冷卻器（冷卻面積由2 m2提高為10 m2），進(jìn)一步提高冷卻效率，降低減速機(jī)齒輪嚙合溫度。

3 運(yùn)行效果

此次檢修結(jié)束并運(yùn)行至今，輥壓機(jī)兩臺(tái)電機(jī)負(fù)荷電流接近一致，工況下振動(dòng)正常，機(jī)架整體穩(wěn)固無松動(dòng)，行星減速機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，系統(tǒng)產(chǎn)量穩(wěn)定運(yùn)行在100 t/h左右，產(chǎn)能得到了充分發(fā)揮，設(shè)備可靠性達(dá)到100%，達(dá)到了預(yù)期修復(fù)效果。

2014-10-22）

TQ172.632

B

1008-0473(2015)01-0023-03

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.01.006