立磨主電機(jī)軸瓦側(cè)面巴氏合金磨損原因分析

我公司制備生料的主機(jī)設(shè)備是史密斯ATOX50輥式立磨，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)減速機(jī)：FLENDER KMPS546，3767kW；主電機(jī)是湘電YRKK900-6，4000kW，10kW高壓電機(jī)，傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：

1   故障現(xiàn)象

    該生料制備系統(tǒng)自2010年5月份投入運(yùn)行以來，運(yùn)轉(zhuǎn)一直正常。但于2012年1月5日1時(shí)30分，中控操作員發(fā)現(xiàn)主電機(jī)前軸瓦溫度不斷升高，逐漸升至跳停溫度：65℃，立即通知現(xiàn)場(chǎng)巡檢工進(jìn)行處理，巡檢工隨即用軸流風(fēng)機(jī)向前軸瓦吹風(fēng)降溫，但僅維持到5日8時(shí)30分立磨因前軸瓦溫度過高而跳停。公司技術(shù)部組織技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，手試軸瓦瓦座溫度及回油溫度均不高，電機(jī)油站顯示油箱溫度為20℃。于是采取如下措施：加大供油量、更換熱電阻（排除熱電阻故障出現(xiàn)假信號(hào)）、調(diào)整磨機(jī)跳停聯(lián)鎖軸瓦溫度值（由65℃調(diào)整至70℃），期間試開磨機(jī)兩次，但即使在不下料的情況下，電機(jī)前軸瓦瓦溫也迅速上升，且一次比一次上升的快。由此判斷，電機(jī)前軸瓦已出現(xiàn)問題，不能再繼續(xù)開機(jī)，需立即抽瓦檢查。

2   抽瓦檢查

     拆去電機(jī)前軸瓦上蓋后，即發(fā)現(xiàn)下瓦座在靠近聯(lián)軸器側(cè)的空隙中有大量的巴氏合金碎片（見圖4），證實(shí)了前面軸瓦受損的判斷。拆下上軸瓦檢查，軸瓦工作面無損傷，但靠近聯(lián)軸器側(cè)的軸瓦側(cè)面的巴氏合金已被軸肩嚴(yán)重磨損，原來4mm(見圖2）的厚度只剩下1.5mm（見圖3）。再檢查下軸瓦，發(fā)現(xiàn)下軸瓦的側(cè)面已與軸肩緊密接觸，軸瓦側(cè)面的巴氏合金被磨損也是必然的了。

    在如圖1所示位置放置千斤頂，松開主電機(jī)后軸瓦的上壓蓋固定螺栓，拆除RAK710聯(lián)軸器鋼膜片處的聯(lián)接螺栓，用千斤頂將電機(jī)主軸稍稍頂起，周向轉(zhuǎn)動(dòng)下軸瓦（如感覺吃力，可再抬升千斤頂，注意起升幅度要盡量�。�，直到將下軸瓦抽出。檢查發(fā)現(xiàn)，下軸瓦一個(gè)側(cè)面與上軸瓦磨損情況相同，其工作面在靠聯(lián)軸器側(cè)有100mm寬也有磨損，好在磨損量不是很大，刮研修復(fù)后應(yīng)該還能繼續(xù)使用。

    至此，電機(jī)前軸瓦發(fā)熱是因?yàn)樯�、下軸瓦的側(cè)面與軸肩摩擦而引起的，很明顯是竄軸了，雖然供油壓力、油量、油溫正常，但軸瓦也會(huì)迅速升溫而導(dǎo)致主機(jī)跳停。

3 原因分析

    根據(jù)軸瓦側(cè)面與軸肩接觸摩擦情況來看，可以肯定是電機(jī)主軸向尾部竄動(dòng)了，且竄動(dòng)量較大，至少有5mm(軸瓦側(cè)面與軸肩原有2.5mm的間隙，現(xiàn)在軸瓦側(cè)面的巴氏合金又被磨損掉2.5mm，二者之和為5mm），那么找到電機(jī)主軸為什么會(huì)向后竄動(dòng)則是解決問題的關(guān)鍵。

3.1 機(jī)械方面

    （1）可能是主減速機(jī)高速軸軸向竄動(dòng)量過大引起的。我們使用千斤頂與百分表配合，測(cè)出高速軸的軸向竄動(dòng)量是0.45mm，小于其正常的竄動(dòng)量0.5。這種可能性可排除；

    （2）可能是聯(lián)軸器問題。本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所用聯(lián)軸器是RAK710型聯(lián)軸器，其一端與電機(jī)相連的是彈性柱銷式聯(lián)軸器，另一端與減速機(jī)相連的對(duì)輪間裝有鋼膜片（見圖1）。通過觀察，聯(lián)軸器裝有彈性塊的一側(cè)沒有問題，在裝有鋼膜片的一側(cè)，發(fā)現(xiàn)鋼膜片有輕微變形和少量斷裂，因沒有太大異常，當(dāng)時(shí)把聯(lián)軸器方面的原因也排除了。

3.2電氣方面

    電氣方面能影響電機(jī)主軸竄動(dòng)的唯一因素就是磁中心線在開停、車時(shí)不重合而產(chǎn)生的少量竄動(dòng)，經(jīng)與公司電氣主管溝通，結(jié)論是磁中線引起的竄動(dòng)量也是微乎其微，根本不足以引起軸瓦與軸肩接觸摩擦；況且出現(xiàn)軸瓦發(fā)熱之前，主電機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)正常，那么電氣方面的原因也可以排除。

4   應(yīng)急措施

    因?yàn)樯�料庫�?nèi)的生料已不足以維持窯的正常生產(chǎn)，立磨急需開機(jī)，因最根本的原因沒有找到，情急之下我們采取了應(yīng)急措施：

    拆下的上、下軸瓦經(jīng)過刮瓦，并用紅丹粉涂沫與軸配研后安裝，發(fā)現(xiàn)下軸瓦的側(cè)面與主軸軸肩間隙太小，用150mm塞尺測(cè)量后，只有0.03mm（見圖3），很明顯，如以這樣的間隙安裝，開機(jī)后二者還會(huì)摩擦發(fā)熱而造成主機(jī)再次跳停。于是再次取出下軸瓦，將軸瓦下瓦座與電機(jī)前面板間的調(diào)整墊片組拆除了一片，厚度2mm（原墊片組共有兩片，一片2mm，一片3mm），使軸瓦安裝后，保證軸瓦側(cè)面與軸肩有2mm的間隙。墊片組位置如圖4照片。

圖4  下瓦座與電機(jī)前面板間的調(diào)整墊片組

5  試車

    用汽油清理干凈軸瓦油室，按照拆瓦順序，將拆除墊片后的下瓦座、上、下軸瓦、甩油環(huán)、上瓦蓋均安裝到位，移除千斤頂，將鋼膜片聯(lián)軸器螺栓按規(guī)定的力矩?cái)Q緊，檢查現(xiàn)場(chǎng)無雜物，開啟主電機(jī)油站，調(diào)整油位，于6日零晨30分開啟主電機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)溫度儀表顯示前后軸瓦溫度均勻上升，半小時(shí)后，前軸瓦溫度穩(wěn)定在58.5℃，后軸瓦溫度穩(wěn)定在45.1℃，雖比以前正常運(yùn)行時(shí)高10～20℃，但也在正常范圍內(nèi)，隨開始投料，投料量保持在380 t/h，在確保電機(jī)軸瓦溫度不上升的情況下慢慢加大投料量至420 t/h。

    這樣運(yùn)轉(zhuǎn)至6日上午10時(shí)，主電機(jī)前軸瓦溫度又出現(xiàn)了異常，開始不停上升，雖增加風(fēng)機(jī)吹風(fēng)降溫，但瓦溫仍慢慢逼近先前設(shè)置的主機(jī)跳停值：70℃。毫無疑問，電機(jī)主軸再次后竄，致使軸肩與軸瓦側(cè)面接觸摩擦造成軸瓦發(fā)熱，不得已于12時(shí)15分再次停磨檢查。

6  發(fā)現(xiàn)原因

    我們此次把檢查的重點(diǎn)放在了聯(lián)軸器上，移除防護(hù)罩，通過對(duì)聯(lián)軸器的認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)裝有鋼膜片的聯(lián)軸器兩對(duì)輪間距明顯增加（已由規(guī)定的29mm增加至37mm），膜片已有多處出現(xiàn)斷裂、松散�？磥磉@才是引起主電機(jī)主軸向尾部竄動(dòng)的罪魁禍?zhǔn)�，先前鋼膜片的變形、少量斷裂，已推�?dòng)電機(jī)主軸向尾部方向竄動(dòng)，但沒有引起我們的注意；又經(jīng)過中間兩次開停機(jī)，已受損的鋼膜片在磨機(jī)啟動(dòng)時(shí)巨大扭矩的作用下出現(xiàn)大量斷裂，變形加劇，膜片與膜片之間的間隙進(jìn)一步變大，于是推動(dòng)電機(jī)主軸向尾部竄動(dòng)，使軸瓦側(cè)面與軸肩再次接觸摩擦而引起發(fā)熱。

7  處理方法

    最根本的原因找到了，處理起來也就更有目的性了。拆除損壞的鋼膜片（已完全碎掉，見圖5照片），開啟電機(jī)油站，將電機(jī)主軸向前頂，使鋼膜片聯(lián)軸器兩對(duì)輪的間距達(dá)到要求值：29mm。更換新的鋼膜片，開機(jī)試車，空試沒有問題，帶上負(fù)荷后連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)兩天，電機(jī)前軸瓦溫度穩(wěn)定在38.2℃，后軸瓦溫度穩(wěn)定在37.1℃，徹底恢復(fù)到了正常狀態(tài)。

圖5  碎裂的鋼膜片

8   結(jié)束語

    本次事故給了我們深刻的教訓(xùn)，事后技術(shù)部的全體人員也作了全面的總結(jié)，一致認(rèn)為這是平時(shí)檢查不到位，出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)分析、查找原因又不徹底而導(dǎo)致在處理這一故障的過程中走了彎路，愿我們的教訓(xùn)能給讀者朋友帶來幫助。