鋼球磨煤機(jī)齒輪磨損原因分析及應(yīng)對(duì)措施

潘國(guó)祥

摘 要： 球磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造與安裝精度要求低，制造費(fèi)用也相對(duì)低廉，但運(yùn)行維修費(fèi)用高，主要是大小齒輪的潤(rùn)滑條件差，使用壽命短。這是由球磨機(jī)的齒輪潤(rùn)滑方式等方面決定的。本文主要就是針對(duì)鋼球磨煤機(jī)齒輪磨損原因分析及應(yīng)對(duì)措施來進(jìn)行分析。

球磨機(jī)是電力、冶金、礦山、化工、建材等工業(yè)中廣泛使用的用來磨碎固體物料的機(jī)器設(shè)備，當(dāng)其用于粉碎煤塊時(shí)，又稱鋼球磨煤機(jī)。而大齒輪作為球磨機(jī)的重要零件之一，不僅僅在外形上來說尺寸相對(duì)較大、而且其加工的周期較長(zhǎng)，在使用前的安裝也較為困難。作為粉末機(jī)械設(shè)施來說，高強(qiáng)度的使用導(dǎo)致了球磨機(jī)大齒輪本身壽命不會(huì)太長(zhǎng)。有很多使用了8-10年就已近報(bào)廢，有的甚至只使用了6-7年就已經(jīng)不能再繼續(xù)工作了，造成這種情況的主要原因就是大齒輪的過度磨損。

一、鋼球磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)

火力發(fā)電廠磨煤機(jī)將原煤磨碎到規(guī)定的細(xì)度，并在磨制過程中將煤干燥到規(guī)定的水平，以利于煤在鍋爐中充分燃燒。磨煤機(jī)是制粉系統(tǒng)中的重要設(shè)備，它的工作可靠性直接影響到整個(gè)制粉系統(tǒng)乃至整個(gè)鍋爐機(jī)組工作的可靠性。磨煤機(jī)的形式主要有三大類：低速磨煤機(jī)（鋼球磨煤機(jī)），中速磨煤機(jī)（E型磨煤機(jī)、碗式磨煤機(jī)、平盤磨煤機(jī)及MPS磨煤機(jī)等）及高速磨煤機(jī)（風(fēng)扇磨煤機(jī)、錘擊式磨煤機(jī)等）。目前，我國(guó)火電廠大多采用鋼球磨煤機(jī)。對(duì)于200MW以上發(fā)電機(jī)組的大型燃煤機(jī)組，一般一臺(tái)鍋爐選用4臺(tái)鋼球磨煤機(jī)，呈一字型排開。

鋼球磨煤機(jī)主要由料斗、軸承部、傳動(dòng)部、轉(zhuǎn)動(dòng)部主要部件與隔聲罩、電動(dòng)機(jī)減速機(jī)、棒銷聯(lián)軸器和基礎(chǔ)部等輔助部件組成，并且配有輔機(jī)。轉(zhuǎn)動(dòng)部即大罐是鋼球磨煤機(jī)的主要組成部分，它是由一定厚度鋼板焊接而成的筒體與兩個(gè)端蓋組成。端蓋上有空心軸頸，大罐以空心軸頸支于主軸承上。大罐筒體部分和端蓋都裝有耐磨鋼板作內(nèi)襯。

二、球磨機(jī)的工作原理

球磨機(jī)的工作原理是利用摩擦力和離心力的作用。當(dāng)筒體以正確的速度繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)殡x心力的作用，混合物的質(zhì)點(diǎn)上升到一定高度后，然后沿著筒體內(nèi)壁做拋物線下落。物料被磨細(xì)，一種是由于碰撞作用而破碎，這種碰撞是與掉落的物體中的沉重介質(zhì)相撞產(chǎn)生的，另一種是物料在介質(zhì)間或介質(zhì)和筒內(nèi)壁間被壓碎，或物料在筒內(nèi)滾動(dòng)而磨碎。磨機(jī)不斷工作，在磨機(jī)的進(jìn)料端連續(xù)不斷地加入被磨物料，磨細(xì)的產(chǎn)品通過連續(xù)進(jìn)入物料的催動(dòng)力、干法生產(chǎn)的風(fēng)力或是濕法生產(chǎn)的水力的幫助，將物料從磨機(jī)的出料端排出。

三、大齒輪磨損的主要原因

1、潤(rùn)滑油及其使用方法不正確

潤(rùn)滑油是確保球磨機(jī)的大齒輪可以在工作中正常工作的主要手段之一，此外正確使用潤(rùn)滑油還能夠降低設(shè)備在工作時(shí)所產(chǎn)生的噪音，并與此同時(shí)降低對(duì)于大齒輪的磨損。然而由于很多不確定因素的影響，技術(shù)和設(shè)備操作人員在潤(rùn)滑油的選擇中卻忽視了其重要的作用，沒有將不同種類、不同效果的潤(rùn)滑油區(qū)分開來，也沒有依照球磨機(jī)大齒輪的運(yùn)作以及磨損情況來進(jìn)行有針對(duì)性地選擇，在輕視了潤(rùn)滑油作用的同時(shí)，也忽視了潤(rùn)滑手段的作用，因而導(dǎo)致了大齒輪在工作運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中發(fā)生潤(rùn)滑油粘度不夠，難以有效地形成油膜，所以大齒輪的使用壽命受到了一定程度上的負(fù)面影響。此外，還有一些中小型電廠因其經(jīng)費(fèi)等因素的制約，在選擇潤(rùn)滑油時(shí)偷梁換柱，甚至用廢機(jī)油來取代潤(rùn)滑油，廢機(jī)油中除了含有水分之外，雜質(zhì)也非常多，不僅達(dá)不到相應(yīng)的設(shè)備潤(rùn)滑效果，反而會(huì)加劇大齒輪在工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的磨損。因此，要延長(zhǎng)球磨機(jī)大齒輪的使用壽命，首先要選擇適合設(shè)備本身情況的潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑手段來減少磨損。

2、傳動(dòng)齒輪端面的密封性差

目前球磨機(jī)傳動(dòng)齒輪均采用端面加壓工業(yè)毛氈來密封，在新安裝時(shí)，密封性能還好，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，因端面長(zhǎng)期擺動(dòng)擠壓工業(yè)毛氈，使毛氈彈性失效，加上端面被磨損，以致形成較大間隙。由于球磨機(jī)工作條件較差，粉管和球磨筒體都難免有漏粉現(xiàn)象，特別是當(dāng)球磨機(jī)進(jìn)口端襯板螺栓磨斷引起漏粉時(shí)，大量煤粉就會(huì)進(jìn)入齒輪潤(rùn)滑油室內(nèi)并被攜帶到嚙合齒面上破壞油膜，它們不僅造成局部干磨擦，同時(shí)等于在嚙合齒面上添加研磨劑，導(dǎo)致大小齒輪齒面磨損速度增加。很多電廠球磨機(jī)由于齒輪磨損過快，來不及更換，以致運(yùn)行中發(fā)生沖擊現(xiàn)象，使得小齒輪軸承地腳螺栓斷裂，既增加了檢修工作量，又影響整臺(tái)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。

3、齒輪硬度的影響

對(duì)于齒輪硬度的設(shè)計(jì)，國(guó)家有著明確的標(biāo)準(zhǔn)要求：大齒輪的硬度必須保證在HB300以上，小齒輪齒面的硬度必須在HRC45以上。但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，齒輪的硬度往往難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，而且用戶為了縮短檢修時(shí)間，時(shí)效處理消除內(nèi)應(yīng)力的過程也被迫取消，那么在使用的過程中，耐磨性就難以得到保證。

四、降低大齒輪磨損的應(yīng)對(duì)措施

1、選擇符合設(shè)備實(shí)際情況的潤(rùn)滑油以及潤(rùn)滑方式

對(duì)于球磨機(jī)這類高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備來說，潤(rùn)滑油的質(zhì)量以及潤(rùn)滑方式對(duì)于大齒輪的運(yùn)作作業(yè)有著很大的影響。因此，要延長(zhǎng)球磨機(jī)大齒輪的使用壽命就要根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況來選擇相應(yīng)的潤(rùn)滑油以及潤(rùn)滑方式。潤(rùn)滑油的選擇過程中，要將潤(rùn)滑油的粘度和油性作為考慮依據(jù)。現(xiàn)階段我國(guó)市面上常見的潤(rùn)滑手段主要是潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂、固體潤(rùn)滑劑三類，潤(rùn)滑脂、固體潤(rùn)滑劑與潤(rùn)滑油相比較的話，其抗震性較好、承受力較強(qiáng)、在設(shè)備表面的附著力較好，但是這兩種潤(rùn)滑劑沒有潤(rùn)滑油的流動(dòng)性好，附著之后在設(shè)備邊緣形成的油膜強(qiáng)度不夠。因此，絕大部分企業(yè)在針對(duì)于延長(zhǎng)球磨機(jī)大齒輪的使用壽命方面來說，所選擇的潤(rùn)滑劑還是以潤(rùn)滑油為主。然而潤(rùn)滑油也分為兩種，一種是齒輪油、一種是機(jī)械油，齒輪油的特點(diǎn)是粘度較高、油性好，齒輪油中所包含的極性物質(zhì)多，在大齒輪高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)的過程中容易形成油膜。因此針對(duì)于球磨機(jī)大齒輪來說，齒輪油要比機(jī)械油更加適合一些。我國(guó)針對(duì)于球磨機(jī)大齒輪的潤(rùn)滑方式主要分為手工、油池、滴油和噴射四種方式，與其他三種的潤(rùn)滑方式相比，油池潤(rùn)滑更加簡(jiǎn)單方便，容易操作。因此，在潤(rùn)滑方式的選擇上，比較推薦使用油池這種方式。

2、做好齒輪檢修工作

在齒輪的安裝過程中，要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的要求來進(jìn)行，保證大小齒輪的頂隙、跳動(dòng)、接觸等符合規(guī)定的要求。在齒輪后續(xù)的運(yùn)行過程中，應(yīng)該對(duì)齒輪的工作狀態(tài)進(jìn)行定期的檢查。當(dāng)齒輪磨損情況達(dá)到上限后，要及時(shí)更換。在更換小齒輪的過程中，如果齒面較為粗糙，可以進(jìn)行人工打磨處理，以便降低齒輪表面的粗糙度。

3、提升齒輪生產(chǎn)的精度和硬度

現(xiàn)階段我國(guó)的齒輪在設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)的精度有兩種，分為級(jí)9-8-8DC和9-9-8DC，零件表面的粗糙度為3.2微米；然而現(xiàn)在這種精度和粗糙度已經(jīng)不能很好地滿足行業(yè)的需求，因此要利用一定的先進(jìn)技術(shù)和工藝提升齒輪零件的精度，這樣可以更好地發(fā)揮潤(rùn)滑產(chǎn)品和手段的潤(rùn)滑效果，盡最大可能減少齒輪在工作運(yùn)行中的載荷。另外，零件生產(chǎn)企業(yè)還要不斷研發(fā)新材料用來提高球磨機(jī)大齒輪的抗磨性和使用強(qiáng)度；在零件生產(chǎn)完成后，在其表面做一些硬化處理，提升齒輪的硬度和抗磨性。

五、結(jié)語

影響球磨機(jī)齒輪磨損的原因較多，為了提高其使用壽命，安裝和檢修過程必須嚴(yán)格的按照國(guó)家規(guī)定進(jìn)行，并選用科學(xué)合理的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法，做好密封工作，并對(duì)設(shè)備按時(shí)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，按照科學(xué)的方法操作設(shè)備，盡量降低設(shè)備運(yùn)行環(huán)境中的粉塵污染，不斷提高球磨機(jī)齒輪的使用壽命。