筒式钢球磨煤机传动机振动故障原因浅析和处理

1、DTM350/600型磨煤机传动机振动故障原因 分析和处理方法毛伟逊,张铁军(检修公司锅炉队摘 要:文章就磨煤机传动机振动故障问题进行了系统分析,找出了传动机振动故障发生的原 因并采取适当的处理方法消除了故障,保障了磨煤机的安全运行。关键词 :低速磨煤机传动机;振动故障;处理方法0 概述:我厂三四期机组为 200MW 容量机组,其中每台机组机制粉系统采用四台 DTM350/600筒式钢球磨煤机,制造厂商为北京电力设备厂。 5号机组 4台磨煤机在 1983年 12月 31日 最早投入运行。 在实际工作中, 磨煤机传动机振动故障频发, 制约着磨煤机的安全运行, 经 常出现机组限负荷。 因此找出传动

2、机振动故障的原因, 采取适当的处理方法, 消除传动机振 动故障,方能保障磨煤机安全运行,提高机组的安全性和经济性。1 设备规范:1.1 磨本体:筒体有效长度为 600cm有效直径 350cm转速 17.69r/min最大装球量 53t有效容积 57.73m 3出力 30t/h1.2 传动机:大齿轮齿数 190 碳素铸钢 ZG45I 模数 26mm 压力角 =20°小齿轮齿数 23 合金调质钢 35SiMn轴承型号 3644(220×460×14501.3 电动机:型号 JSQ158-6 2台额定功率 550kw/h转速 985r/min2 磨煤机传动机存在的问题:

3、自 2002年起,我厂磨煤机传动机共检修 49次,振动故障存在问题总共分 3大类:(1 、齿轮传动不良引起振动(2 、轴承故障引起振动(3 、联轴器故障、地脚螺栓松动等外部原因引起振动在 2012年上半年传动机便进行大修两次,分别为 #5丙磨煤机南侧传动机大修和 #6丁 磨煤机北侧传动机大修。传动机振动过大故障不仅影响着磨煤机设备本身安全运行,同时 降低了磨煤机工作效率。 例如 #5丙磨南侧传动机振动超标引起传动效率降低, 直接导致南 侧 #1号电机电流增大,如历史趋势图(2-1所示,大修前 #1号电机与 #2号电机电流峰值 差为 2A 。 (2-1#5丙磨南侧传动机大修过后如趋势图(2-2所

4、示, #1号电机与 #2号电机电流峰值差 为 1A 。 (2-2通过比较历史趋势图,过大修后 #1号电机耗电量减少 1A ,降低了厂用电,提高了机组 经济性。3 引起传动机振动过大原因浅析及处理方法:3.1 齿轮传动不良引起振动:传动机齿轮、筒体大齿轮啮合不良,过度磨损会引起齿轮失效,使振动增大。3.1.1齿轮折断引起振动:齿轮折断是传动机传动失效的重大事故之一, 其引发原因也有很多, 大体可以归纳为以 下几点:3.1.1.1因过载发生齿轮折断:常态下, 齿轮过载折断的情况极少发生, 但在电动机绕组损坏时, 两侧电动机出力不均 情况下,易导致单侧传动机过载,从而发生齿轮过载折断现象。断裂后由于

5、齿轮受力不均, 将导致齿轮跳动, 使坏齿传动失效。 在磨煤机运行时, 两台电机需运行平稳, 电流相差不大 于 2A 。3.1.1.2因疲劳发生齿轮折断:传动机齿轮与大齿轮传动比 i=8.26, 虽然小齿轮表面淬火处理后硬度为 HRC4045比大 齿轮硬度略大, 但传动机齿轮扭矩小, 弯曲强度较低, 且受载次数较多, 导致传动时小齿轮 疲劳折断概率增大。 在齿轮单侧工作时, 根部弯曲应力一侧为拉伸, 另一侧为压缩, 齿轮脱 离啮合是, 弯曲应力为零, 当脉冲式弯曲应力的峰值超过弯曲疲劳极限时, 齿根部分将产生 疲劳裂纹, 随着裂纹逐渐扩张, 将产生疲劳折断。 然而在生产中, 最为常见的齿轮折断原

6、因 则为意外行疲劳折断, 由于传动机和大齿轮啮合采用开式齿轮, 在磨煤机运行时, 如端盖封 头螺栓松动或断裂, 则会导致磨体中硬物掉落在齿轮啮合面上, 将齿轮硌伤, 齿轮淬火面被 破坏,齿轮受力不均匀,强度下降。此时齿轮啮合跳动增大,导致传动机振动超标,并伴有 周期性的杂音声, 如发现不及时, 将极有可能导致齿轮折断。 例如在 2011年 #6丁磨检修中, 北侧传动机检测振动超标,振动达 0.15mm ,晃动达 0.18mm ,并伴有清脆的杂音,经检查 为传动机齿轮疲劳折断。更换新齿轮后,振动缺陷完全消除。3.1.1.3因两齿轴线不平行发生齿轮折断:用着色法检查传动机齿轮与大齿轮啮合时, 两周

7、先不平行同时歪斜, 齿侧间隙较大, 导 致单面偏接触:齿轮圈上接触区呈三角形或梯形, 齿轮单边受力大, 整体齿轮啮合呈 “三叉” 式, 齿轮端面与会装中心线不垂直, 形成游离接触。 长期运行造成齿轮单边磨损严重, 齿轮 端面跳动误差增大。 齿轮承受重载或频繁启停机组, 导致齿轮单边过载折断。 应对磨煤机轴 系进行中心校核找正, 保证齿侧间隙在 0.250.60mm, 大齿轮与传动及齿轮啮合延齿长不小 于 85%,延齿高方向不小于 65%。两齿轮中心距误差不得超过 0.15mm ,消除传动机齿轮轴 倾斜偏差,使轴系基本平行中心线,改善大小齿轮啮合状态。3.1.2齿轮胶合引起振动:传动机与磨体大牙

8、轮的传动属于低速重载传动, 因此齿面间润滑油膜不易形成, 啮合区 常因缺少润滑温度升高而引起润滑失效,致使两齿面直接接触并相互粘连,当齿轮转动时, 齿面较软的齿轮沿滑动方向被撕下而形成沟纹。 导致齿轮啮合不良, 齿轮摩擦力增大, 瞬时 传动比跳动增大, 齿轮载荷分布不均出现齿面跳动。 齿轮胶合最明显的表现为齿轮干燥, 传 动机齿轮箱观察孔温度高, 且传动机噪音增大, 传动机振动超标。应缩短喷油润滑周期, 保 证喷油嘴通常,风压正常,以确保喷油能正常喷至齿轮啮合区。3.1.3齿轮磨损引起振动:当磨煤机筒体出现甩粉时, 煤粉、 碎钢球等杂质极易进入齿面间, 煤粉和碎钢球进入齿 间面后, 将堆积到齿

9、根基圆部, 这些不仅破坏齿根还会破坏相啮合的齿轮的齿面和齿顶, 严 重时将会在啮合时将两齿轮顶起, 导致齿顶间隙增大, 齿轮啮合面变小, 齿面磕伤, 并且使传动机轴承出现水平应力, 导致齿廓严重变形, 使传动机振动严重, 且噪声大。 应对齿轮啮 合面进行清理, 对齿廓变形区域进行打磨, 并进行淬火处理, 对轴系重新找正, 保证齿顶间 隙在 1.52.5mm。如齿轮节圆处磨损大于 30%,则可以考虑将磨煤机改为反转或更换齿轮。 3.1.4筒体大齿轮半齿圈结合面间隙过大引起振动:筒体大齿轮由两个半齿圈组合而成,半齿圈连接螺栓松动会导致半齿圈结合面间隙过 大, 导致大齿轮端面与筒体中心线不垂直, 大

10、齿轮端面误差增大, 工作时齿轮端面跳动强烈, 一般伴有周期性的振动和杂音。在检修中应把间隙控制在 0.10mm 之内,如单侧间隙过大, 可在间隙部位加垫片找平, 并重新调整连接螺栓, 消除齿轮端面误差, 减少两半齿圈不平行 度。3.2轴承故障引起振动 :传动机轴承为 3644调心滚子轴承,当轴承或轴损坏或安装检修工艺不符合要求时,则 会引起轴和轴承振动过大。3.2.1轴承与轴过盈配合紧力不足而引起振动:轴承与轴配合方式为过盈配合其配合之间有 0.02mm0.03mm的紧力。随着轴承老化当 轴承内套与轴的紧力不足时, 导致转动轴承与轴产生自由度, 使轴承温度过高, 如丧失紧力, 出现间隙,则会导

11、致轴在轴承中串动,对轴承和轴肩造成磨损,使轴承振动增大。3.2.2轴承磨损引起振动:若轴承有无麻点、裂纹、重皮等缺陷,表明轴承已出现疲劳磨损,导致轴承强度下降, 摩擦力增大, 轴承面凹凸不平, 产生交替激振动。 传动机工作时承受重载, 轴承滚子会产生 磨损,导致滚子直径大小不一,滚子直径相差过大导致轴承转动时导致径向载荷分布不均, 转动时会导致轴承内套跳动。 在低速重载下, 轴承会产生永久变形, 滚道表面形成凹坑, 轴 承内套、 轴及各套件整体下移, 导致传动轴与减速机低速轴不同心。 使轴承在运转中产生剧 烈振动和噪声,以致轴承不能正常工作。应检查轴承径向间隙,当径向间隙超过 0.40mm 需

12、 更换轴承。3.2.3轴承润滑不良引起振动:轴承维护和保养不当或润滑密封不良使润滑脂缺失或被污染失效, 引起轴承磨损、 胶合、 内外圈和保持架破损等现象,导致轴承温度升高,引起轴承剧烈振动。需向轴承添加 #3特 种白色润滑脂 2公斤。3.2.4轴承座引起振动:轴承座与轴承之间须有补偿间隙的,一般间隙在 0.05mm0.10mm之间,轴承座间隙过 小会导致轴承受热膨胀后由于受到紧力破坏轴承座和轴承, 轴承座间隙过大会导致转子由于 齿轮瞬时传动比不同而出现摆动,或出现轴承跳跃现象。3.3 联轴器故障及基础松动等外部原因引起振动:除了设备损坏外, 有一些振动过大是因为机组长期运行, 导致传动机各配合

13、出现松动或 细微移动而引起的, 而设备本身并没有出现明显损坏, 一般情况下, 这些缺陷是可以通过检 修消除或修正到正常值的。3.3.1联轴器故障引起振动:传动机与减速机采用弹性柱销联轴器,联轴器与轴过盈配合,应有 0.020.03mm紧力, 联轴器与轴配合间隙过大, 联轴器紧力不足, 导致联轴器滚键, 联轴器传动失效。 应更换联 轴器及联键, 弹性柱消损坏也可引起强烈振动, 当传动机频繁启停或联轴器与柱销配合不当, 易导致柱销损坏,柱销弹性下降,起不到缓和冲击、吸收振动的作用:柱销严重损坏,甚至 会导致部分柱销传动失效, 应及时更换柱销。 联轴器轴套与外套默算、 变形, 导致柱销传动 性下降,

14、柱消受力不均,寿命下降,应保障轴套与外套凹窝磨损不超过原直径 30%。3.3.2传动机找正不达标引起振动:联轴器不同心是转机检修常见现象, 检修后中心找正不符合质量标准, 使减速机低速轴 与传动机不同心, 导致传动时两轴之间的质量不平衡, 两联轴器间隙或径向位移出现周期性 的、 忽大忽小的偏差, 引发传动机周期性强迫振动, 其振动频率与转速相吻合。 需对传动机 轴系重新找正, 保证传动机对轮与减速机低速轴对轮水平张口和垂直张口不得超过 0.80mm , 径向位移偏差不得超过 0.80mm 。3.3.3地脚螺栓倾斜引起振动:地脚螺栓倾斜分为台板地脚螺栓倾斜和轴承座地脚螺栓倾斜,在检修后会装传动机

15、时, 由于地脚基础不平或传动机位置变化导致地脚发生倾斜,当地脚螺栓铅垂度大于 1%后,由 于螺母不能紧实,引起传动机振动过大。浇筑基础时应注意保护地脚螺栓,避免发生倾斜。 如已经倾斜, 应在地脚加单侧垫片将基础垫平。 轴座地脚倾斜应检查台板地脚孔是否能与轴 座地脚对正,并进行锉修,检查地脚是否平整,有无坑洼现象,如地脚不平需加垫片找平。 3.3.4地脚螺栓松动或损坏引起振动:转机自身的振动、 其他原因引发的振动或螺栓预紧力和防松不够、 会导致转机长时间运 行后地脚螺栓松动或损坏,传动机振动增大。如今年上半年 #6丁磨南侧传动机台板螺栓发 生塑变,螺栓被拉伸 12mm,导致传动机水平垂直振动达 0.41mm ,水平晃动 1.012mm ,轴 向振动 0.19mm ,振动非常强烈,经过更换台板螺