ZGM系列磨煤機(jī)螺傘-行星減速機(jī)的故障分析及檢修

柴樹(shù)普

(河南龍宇煤化工有限公司, 河南永城 476600)

河南龍宇煤化工有限公司(簡(jiǎn)稱龍宇煤化工)現(xiàn)有年產(chǎn)50萬(wàn)t甲醇裝置1套、年產(chǎn)20萬(wàn)t二甲醚裝置1套、年產(chǎn)40萬(wàn)t醋酸裝置1套、年產(chǎn)20萬(wàn)t乙二醇裝置2套。龍宇煤化工二期的核心裝置是2臺(tái)6.9萬(wàn)m3/h有效氣量的五環(huán)氣化爐。用于五環(huán)氣化爐原料煤粉制備的磨煤機(jī)設(shè)備也是日常生產(chǎn)中的重要設(shè)備。龍宇煤化工2臺(tái)五環(huán)氣化爐共配置了3臺(tái)立式磨煤機(jī)進(jìn)行煤粉制備,為了滿足煤粉制備的要求,3臺(tái)磨煤機(jī)均采用了北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的螺傘-行星減速機(jī)作為電機(jī)與磨煤機(jī)磨盤(pán)間的減速機(jī)構(gòu)。該減速機(jī)型號(hào)為SXJ160B-Ⅱ,輸入轉(zhuǎn)速為990 r/min,輸出轉(zhuǎn)速為30 r/min,減速機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為YMKQ600-6。該減速機(jī)自投入運(yùn)行以來(lái),除2019年進(jìn)行了一次例行檢查外,未進(jìn)行過(guò)檢修,故障率相對(duì)較低。但由于磨煤機(jī)為煤化工生產(chǎn)過(guò)程中的重要設(shè)備,該減速機(jī)又為磨煤機(jī)連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵機(jī)構(gòu),因此必須保證該減速機(jī)的正常運(yùn)行,一旦減速機(jī)出現(xiàn)故障后應(yīng)盡快檢修,避免磨煤機(jī),甚至整個(gè)生產(chǎn)流程的非正常停車。

1 螺傘-行星減速機(jī)的性能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

SXJ160B-Ⅱ型螺傘-行星減速機(jī)在傳動(dòng)上由一級(jí)螺旋傘齒輪和一級(jí)行星齒輪組成,與同樣額定功率和傳動(dòng)比的三級(jí)普通螺傘-圓柱齒輪減速機(jī)相比,不僅體積小、質(zhì)量輕,而且傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、效率高[1]。螺傘-行星減速機(jī)利用了行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn),同時(shí)由于磨齒加工齒輪的數(shù)量占齒輪總數(shù)量的百分比提高,使得整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各種性能大大提高。該減速機(jī)主要由以下部分組成:傘齒輪傳動(dòng)部分、行星級(jí)齒輪傳動(dòng)部分、齒輪聯(lián)軸器、平面滑動(dòng)推力軸承、滾動(dòng)軸承、殼體、潤(rùn)滑與冷卻部分,見(jiàn)圖1[2]。

圖1 SXJ160B-Ⅱ型螺傘-行星減速機(jī)剖面圖

2 故障描述及原因分析

2023年2月,在例行倒磨打開(kāi)檢查孔檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)B磨煤機(jī)減速箱下箱體內(nèi)有散落的滾子和大量的金屬粉末,遂決定將該減速機(jī)拆卸進(jìn)行解體檢查。經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn),減速機(jī)推力瓦組件、輸出法蘭推力盤(pán)及滾動(dòng)軸承等部分出現(xiàn)了嚴(yán)重故障,具體情況如下:

(1) 12塊推力瓦為烏金瓦面,瓦面有多道密集且深的劃痕,瓦面損壞嚴(yán)重,見(jiàn)圖2。

圖2 推力瓦瓦面劃痕

(2) 推力盤(pán)鏡面有整圈劃痕,且在推力瓦較深劃痕對(duì)應(yīng)位置也有多道密集且深的劃痕,見(jiàn)圖3。

圖3 推力盤(pán)鏡面劃痕

(3) 3件行星齒輪均嚴(yán)重磨損,齒面出現(xiàn)大量點(diǎn)蝕凹坑,見(jiàn)圖4。

圖4 行星齒輪點(diǎn)蝕凹坑

(4) 內(nèi)齒圈齒面出現(xiàn)大量點(diǎn)蝕坑,局部崩齒,見(jiàn)圖5。

圖5 內(nèi)齒圈齒面點(diǎn)蝕坑

(5) 行星齒輪軸承3個(gè)保持架碎裂,部分滾子散落,見(jiàn)圖6。

圖6 行星齒輪軸承保持架碎裂

經(jīng)分析,造成該減速機(jī)多處出現(xiàn)故障的原因?yàn)?

(1) 因運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng),行星齒輪軸承3個(gè)保持架疲勞損壞,滾子散落,這也是本次故障的直接原因。滾子散落至下箱體后,對(duì)下箱體齒輪和軸承造成破壞,造成了局部崩齒等故障。

(2) 潤(rùn)滑問(wèn)題。雖然該減速機(jī)按要求使用了硫磷型極壓工業(yè)齒輪油(牌號(hào)L-CKD320)作為潤(rùn)滑與冷卻介質(zhì),但因維護(hù)保養(yǎng)不到位,造成潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)積存,進(jìn)而影響了齒輪和軸承的潤(rùn)滑效果,表現(xiàn)為內(nèi)齒圈齒面和行星輪齒面蝕坑。

(3) 巡檢不到位。因該減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較低,只有30 r/min,故而在設(shè)備振動(dòng)、潤(rùn)滑油溫度等監(jiān)測(cè)參數(shù)上沒(méi)有及時(shí)體現(xiàn)出來(lái),巡檢人員也因現(xiàn)場(chǎng)噪聲較大、巡檢經(jīng)驗(yàn)不足等原因,未能及時(shí)關(guān)注到設(shè)備發(fā)生的劣化表現(xiàn)。

3 檢修措施

(1) 對(duì)12塊推力瓦進(jìn)行修復(fù),將瓦塊上部的原巴氏合金熔化清除后重新澆鑄合金,并進(jìn)行加工,保證每塊瓦上的巴氏合金厚度在5 mm。加工后的12塊推力瓦之間的厚度偏差不超過(guò)0.01 mm[3]。

(2) 對(duì)推力盤(pán)鏡面進(jìn)行修復(fù),使用車床對(duì)推力盤(pán)的鏡面進(jìn)行加工,消除推力盤(pán)上的劃痕。加工后推力盤(pán)表面粗糙度小于0.8 μm[3-4]。

(3) 由于內(nèi)齒圈、行星齒輪和軸承等部件損壞嚴(yán)重,已沒(méi)有修復(fù)的價(jià)值,故直接進(jìn)行更換。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該減速機(jī)的檢修及對(duì)故障的分析,為避免該類事件的再次發(fā)生,必須做到每6個(gè)月檢查1次所有螺栓連接是否牢固,經(jīng)常檢查油系統(tǒng)呼吸器和減速機(jī)上呼吸器是否有粉塵堵塞,每天檢查1次管路和減速機(jī)是否存在漏油現(xiàn)象。根據(jù)該設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境,及時(shí)清理濾油器內(nèi)的濾網(wǎng),并結(jié)合運(yùn)行工況定期對(duì)油箱進(jìn)行徹底清洗,減少雜質(zhì)的積存和對(duì)潤(rùn)滑、冷卻的影響。