鋼球磨煤機(jī)振動原因分析與治理

貝國民

(國電河北龍山發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 邯鄲 056400)

0 引言

國電河北龍山發(fā)電有限責(zé)任公司為2×600MW亞臨界空冷燃煤供熱機(jī)組。鍋爐制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，2臺爐配置12臺上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)的BBD4054雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)。大齒輪齒數(shù)226、材質(zhì)35CrMo、表面硬度HRC24左右，小齒輪齒數(shù)26、材質(zhì)為40CrMnMo、表面硬度為HRC30左右，模數(shù)26。

磨煤機(jī)運(yùn)行3～4a后， 磨煤機(jī)減速機(jī)和磨煤機(jī)小齒輪軸承相繼出現(xiàn)振動超標(biāo)，減速機(jī)伴隨“嗒嗒”敲擊聲或“轟轟”異常響聲，2010年-2011年發(fā)生多次減速機(jī)傳動齒打齒和燒軸承等事故，影響重要輔機(jī)的投入率，同時影響負(fù)荷。因此找到磨煤機(jī)振動根源、確保設(shè)備運(yùn)行安全勢在必行。

1 原因分析

當(dāng)發(fā)生減速機(jī)傳動齒打齒和燒軸承等事故，我廠通常用1臺新減速機(jī)替換損壞的減速機(jī)，在找正等各項(xiàng)指標(biāo)合格后投運(yùn)，但振動和響聲未見好轉(zhuǎn)，因此可排除是減速機(jī)本身的問題。后來檢查磨煤機(jī)大小傳動齒輪發(fā)現(xiàn)：磨煤機(jī)傳動大小齒輪都出現(xiàn)了嚙合面磨損的情況，大小齒輪齒面上出現(xiàn)點(diǎn)蝕、麻坑現(xiàn)象，麻坑平均深度為0.5～1mm，齒面左右兩側(cè)20cm磨損尤為嚴(yán)重。

由于齒輪嚙合面變得凹凸不平，由面接觸變成線接觸或點(diǎn)接觸，接觸率大大降低，因此大小齒輪磨損后嚙合變差是導(dǎo)致振動超標(biāo)和響聲異常的根本原因，不是減速機(jī)本身問題。

2009年我廠由于2E、2F磨煤機(jī)由于大小齒輪磨損嚴(yán)重，敲擊聲十分嚴(yán)重，檢修期間對大齒輪進(jìn)行翻面、小齒輪更換，但運(yùn)行不到3a，減速機(jī)振動又出現(xiàn)振動偏大和異常響聲，經(jīng)檢查大小齒輪又發(fā)現(xiàn)大麻坑，因此大齒輪翻面效果不理想，運(yùn)行時間太短，要防止大小齒輪齒面短時間出現(xiàn)麻坑，必須提高齒面硬度。因此要想從根本上解決問題，必須采用齒面修復(fù)和大小齒輪提高硬度的綜合方法。

2 治理方案

基于上述分析，我們認(rèn)為解決磨煤機(jī)振動的關(guān)鍵在于保證磨煤機(jī)大小齒輪的正常嚙合，磨煤機(jī)大小齒輪振動下來了，減速機(jī)、電機(jī)的振動等一系列問題也就能得到解決。我廠采用的治理方式為小齒輪熱處理、大齒輪齒面修復(fù)后進(jìn)行熱處理，小齒輪齒面硬度由原來的HRC30左右提高到HRC45左右，大齒輪HRC24左右提高到HRC40左右。

2.1 小齒輪更換或翻面前準(zhǔn)備

當(dāng)磨損小于5mm，可對小齒輪進(jìn)行翻面，當(dāng)磨損大于5mm，更換新小齒輪；由于小齒輪直徑只有667mm，可將備好小齒輪進(jìn)行整體電加熱的熱處理的方式，處理后齒面硬度達(dá)到HRC45左右，每個齒面3個點(diǎn)進(jìn)行硬度檢測，硬度范圍在HRC45±4為合格。由于小齒輪材質(zhì)碳當(dāng)量偏高，需要將熱處理好的小齒輪進(jìn)行表面探傷，檢查是否有表面裂紋，有表面裂紋的不能使用，需要改善熱處理工藝。

2.2 小齒輪更換或翻面

將熱處理后的小齒輪安裝到齒輪軸上，確保鎖母所緊，然后安裝小齒輪軸承。

2.3 小齒輪組件定位

將裝配好的小齒輪組件吊裝到軸承座上，軸向定位按照檢修規(guī)程即可。 重點(diǎn)是徑向定位，定位前檢查大小齒輪平行度，確保小齒輪齒頂與大齒輪齒根的間隙9～10mm為佳，例如小齒輪齒頂與大齒輪齒根最小間隙取9.5mm，可事先做好2個9.5mm寬的標(biāo)準(zhǔn)頂塊，塞到齒頂齒根間隙中，然后頂小齒輪軸承座頂絲，頂?shù)轿缓笤龠M(jìn)行測量，最后開啟慢盤車對9.5mm間隙值進(jìn)行校核，并確保左右兩側(cè)間隙值偏差小于0.05mm。

2.4 大齒輪齒面打磨修復(fù)

具體措施：清洗大齒面、露出金屬光澤；以小齒輪新嚙合面為基準(zhǔn)；在大小齒輪內(nèi)合面上均勻涂上紅丹粉，檢查壓痕，明確目前的嚙合狀況；用角磨機(jī)對大面積的麻坑粗略的打磨掉，然后細(xì)磨；盡可能將大齒輪的漸開線修磨出來，大小齒輪的接觸率達(dá)到60%以上。

2.5 大齒輪熱處理

采用火焰加熱和水冷的熱處理方式，水內(nèi)含淬火劑；大齒輪熱處理后，齒面硬度HRC40左右，每10個，進(jìn)行硬度抽查，每個齒面3個點(diǎn)進(jìn)行硬度檢測，硬度范圍在HRC40±4為合格。大齒輪硬度比小齒輪硬度低HRC3左右；由于大齒輪材質(zhì)碳當(dāng)量偏低，一般不會出現(xiàn)表面裂紋，可將熱處好的大齒輪每10個齒進(jìn)行表面探傷，檢查是否有表面裂紋。

2.6 設(shè)備投運(yùn)

投運(yùn)前做好減速機(jī)高速端、低速端找正工作；開始投運(yùn)時，大齒輪噴油連續(xù)噴油30min，保證齒輪潤滑，提高油在齒面的掛油性，隨后改為正常的間斷噴油；投運(yùn)后新嚙合面要有一個磨合過程，減速機(jī)仍有“轟轟”響聲，但振動明顯降低，7～10d后，響聲逐漸減小直到正常。

3 效果分析

我廠從2012年開始對1、2號爐共11臺磨煤機(jī)大齒輪進(jìn)行了修復(fù)處理，現(xiàn)磨煤機(jī)運(yùn)行情況十分良好；磨煤機(jī)在水平、垂直、軸向三個方向振動值降低。由于振動的減小，減速機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音、撞擊聲消除；大齒輪熱處理后硬度增加。由于大齒輪硬度的提高，大大增加了大齒輪修磨出來新漸開線的使用壽命，從而保證了磨煤機(jī)長久有效的正常平穩(wěn)運(yùn)行。

磨煤機(jī)大、小齒輪經(jīng)修復(fù)、淬火處理后，損壞的大齒面得以繼續(xù)使用，且大齒輪齒面硬度得以提高到HRC40左右，使用壽命延長。

同時可避免由于磨煤機(jī)振動引起的磨煤機(jī)軸承損壞、大小齒輪折斷、減速機(jī)大小齒輪齒面點(diǎn)蝕、磨損和齒輪折斷、減速機(jī)軸承磨損快和燒軸承、振動傳導(dǎo)引起電機(jī)振動，造成電機(jī)電流不穩(wěn)定等造成設(shè)備停運(yùn)的損失，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

磨煤機(jī)大小齒輪熱處理技術(shù)能夠從根本上解決磨煤機(jī)振動，消除減速機(jī)異常響聲，提高磨煤機(jī)大小齒輪使用壽命，提高設(shè)備的可靠性。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)過我廠實(shí)踐檢驗(yàn)，值得推廣。

目前我國塑料管道已普及應(yīng)用到建筑給排水，供暖，城市中低壓燃?xì)廨斔?，農(nóng)村沼氣燃?xì)廨斔?，市政給水、排水、排污，農(nóng)村飲用水安全，新農(nóng)村建設(shè)等項(xiàng)目，以及農(nóng)業(yè)灌排、電力、通信、工業(yè)、礦山、漁業(yè)、造船等許多領(lǐng)域。市政及建筑給排水管道和農(nóng)用(飲用水、灌排)管道仍是塑料管道的主要應(yīng)用方向，污水處理、燃?xì)?、供暖、城市非開挖施工、工業(yè)、通信、電力、礦山等行業(yè)的應(yīng)用比例也在不斷提高。

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