生料磨主減速機故障原因及解決措施
2020-05-01王明萬
（保山昆鋼嘉華水泥建材有限公司）
我公司3 000 t/d熟料生產線配套MLS3726立磨，立磨配用國內知名品牌減速機，2011年11月29日16:45左右，正常生產中主電機電流突然從166.94 A下降到53 A，現場反應高速軸正常運轉但磨盤無輸出。立即停機檢查，采用加固方案生產臨時備件支撐生產，臨時備件使用期間先后兩次（2012年1月23日、7月24日）發生故障導致多次解體維修，現將次事故原因及后續措施進行介紹，僅供參考。
1 故障檢查
1.1 停機檢查
辦理停機斷電掛牌手續后，人員進入磨內檢查磨盤連接螺栓，同時打開減速機檢查孔對減速箱進行檢查。經檢查，磨盤輸出法蘭螺栓防松完好，上部檢查未見異常，隨后將檢查重點轉移到減速機內部。17點25分左右，通過數碼相機采取特殊手段伸到減速機內部拍照后查看圖片，發現二級齒輪副與行星減速連接齒套已經具有明細裂紋及損壞跡象，至此，初步判斷二級齒輪副與行星減速連接的三件套損壞。
1.2 開箱檢查
（1）三件套損壞（外齒套已斷裂為兩體，下花鍵全部損壞，鼓行中間齒斷一齒）。從外齒套斷口來看，外齒套首先從下口開始出現裂紋，外齒套上口與鼓行中間齒配合段在本次事故中瞬間一次性斷裂。
（2）高速軸Z外端軸承鎖緊止動片安裝時遺漏，鎖緊螺母松動導致高速軸軸系軸向竄動，竄動量達0.95 mm，已經嚴重威脅螺旋散齒輪副的安全運行，所幸未造成螺旋齒輪副損傷。
2 造成事故的主要原因
（1）由于高速軸軸承鎖緊止動片在安裝時遺漏，鎖緊螺母松動導致高速軸軸系軸向竄動大幅度增加，從而使減速箱內部嚙合齒輪副所受沖擊加大，二級軸輸出花鍵與外齒套配合擺動量增加，導致外齒套下口超過疲勞極限后產生裂紋，當裂紋發展到一定程度后整體強度不足，一次性裂為兩體，外齒套碎裂的瞬間造成鼓行中間齒斷裂。
（2）我公司回轉窯設計規模為3 000 t/d，由于回轉窯系統產能發揮較好，長期維持在3 600～3 800 t/d產量生產，導致磨機必須大幅度超產運行才能滿足窯系統投料需要，生料磨長期被動超負荷運行，導致三件套疲勞損壞。
（3）三件套由于設計強度、材料無法滿足超負荷生產，外齒套下口易疲勞而產生裂紋，當裂紋發展到一定程度后整體強度不足，一次性裂為兩體，外齒套碎裂的瞬間造成鼓行中間齒斷齒。
（4）帶負荷啟動。每次故障停機后均屬帶負荷啟動，加速了外齒套疲勞損壞的進度。
（5）日常檢查不到位。由于減速機內部空間十分狹小，在減速機未解體的情況下無法進行日常檢查。
3 整機備件改進方案
（1）提高輸入軸功率，將輸入軸功率從2 500 kW提高到2 800 kW進行設計，輸入轉速、速比，外部安裝連接尺寸不變。
（2）三件套內外齒分度圓在原尺寸基礎上加大15%及以上，內外齒套、齒寬在原尺寸基礎上加大15%及以上，增加外齒套外徑從而改善外齒套強度，在三件套相應尺寸加強后，按加強后的三件套尺寸匹配其它尺寸。
（3）加大行星架軸承型號（軸承內徑增加80以上），提高軸承承載能力，按照重新核定的軸承型號重新匹配行星架。
（4）妥善處理軸承選型、潤滑冷卻通道設計及密封設計，要求合理分配潤滑油量，從而降低高速軸滾動軸承溫度，采用機械式密封加進口高質量密封圈解決漏油問題。
（5）要求重點解決減速機內中間支撐隔板的定位準確性及永久性問題，確保各級齒輪嚙合的穩定性。
（6）減速機內部所有軸承必須為原裝進口SKF軸承（不得在國內生產），安裝前由我方檢驗進口報關相關證件后方可組裝。
（7）要求改進行星架輸出上部端蓋密封結構，改為止口加O形圈密封，并適當加大O形圈密封規格。
4 舊機返廠整機大修方案
2012年11月，經過改進的新減速機到貨后在大修期間進行了更換，同時將舊減速機進行返廠大修，維修方案如下：
（1）整機解體，對箱體自身尺寸進行檢測，超差尺寸加工修正。
（2）箱體內部各軸承孔安裝尺寸檢測，超差尺寸加工修正。
（3）箱體內各鉸制孔按照重新安裝后的位置重新配鉆、配銷。
（4）各齒輪副檢查、局部劃痕精磨檢測。
（5）二級齒輪副齒輪軸更換（對方公司賠償我公司一件更換）。
（6）二級齒輪副大齒輪修磨后調面使用。
（7）行星輪、太陽輪、外齒圈齒面檢查，局部劃痕精磨檢測。
（8）整機所有軸承更換（SKF）。
（9）各間隙調整、修正達標。
（10）輸出法蘭密封改造、密封環止口重新設計加工。
（11）推力瓦油管更換，箱體外部高壓油管重新配置。
（12）推力瓦巴士和金結合強度、巴士和金厚度檢查，對不達標的推力瓦進行更換，對各推力瓦瓦面檢查修磨。
（13）零星輔助項目檢測、檢修。
（14）整機檢測、調試并出具報告。
要求：各項目全部按廠家Z新制造標準進行檢測、維修及調整，整機維修調試結束出具書面報告，現場監制核實后進行組裝。
5 結束語
水泥生產線大型減速機故障屢見不鮮，因大型減速機備件價格相對較高，大多數使用單位均無備件，設備生產單位也很少能夠找到合適的救急備件，大型減速機一旦出現問題將給生產造成重大影響。鑒于以上情況，使用單位設備管理人員必須時刻高度警惕大型減速機使用、維護、備件申報各個環節工作，生產正常時期高度關注負荷控制問題，杜絕野蠻超產，每次停機必須對輸入、輸出及箱體內部各個細節進行詳細檢查，重點檢查齒輪嚙合、潤滑、緊固件、定位件工作是否正常，同時合理申報備件，對多發性故障要及時與設備生產單位對接，進行改善性維修，確保大型減速機運行穩定。
1 故障檢查
1.1 停機檢查
辦理停機斷電掛牌手續后，人員進入磨內檢查磨盤連接螺栓，同時打開減速機檢查孔對減速箱進行檢查。經檢查，磨盤輸出法蘭螺栓防松完好，上部檢查未見異常，隨后將檢查重點轉移到減速機內部。17點25分左右，通過數碼相機采取特殊手段伸到減速機內部拍照后查看圖片，發現二級齒輪副與行星減速連接齒套已經具有明細裂紋及損壞跡象，至此，初步判斷二級齒輪副與行星減速連接的三件套損壞。
1.2 開箱檢查
（1）三件套損壞（外齒套已斷裂為兩體，下花鍵全部損壞，鼓行中間齒斷一齒）。從外齒套斷口來看，外齒套首先從下口開始出現裂紋，外齒套上口與鼓行中間齒配合段在本次事故中瞬間一次性斷裂。
（2）高速軸Z外端軸承鎖緊止動片安裝時遺漏，鎖緊螺母松動導致高速軸軸系軸向竄動，竄動量達0.95 mm，已經嚴重威脅螺旋散齒輪副的安全運行，所幸未造成螺旋齒輪副損傷。
2 造成事故的主要原因
（1）由于高速軸軸承鎖緊止動片在安裝時遺漏，鎖緊螺母松動導致高速軸軸系軸向竄動大幅度增加，從而使減速箱內部嚙合齒輪副所受沖擊加大，二級軸輸出花鍵與外齒套配合擺動量增加，導致外齒套下口超過疲勞極限后產生裂紋，當裂紋發展到一定程度后整體強度不足，一次性裂為兩體，外齒套碎裂的瞬間造成鼓行中間齒斷裂。
（2）我公司回轉窯設計規模為3 000 t/d，由于回轉窯系統產能發揮較好，長期維持在3 600～3 800 t/d產量生產，導致磨機必須大幅度超產運行才能滿足窯系統投料需要，生料磨長期被動超負荷運行，導致三件套疲勞損壞。
（3）三件套由于設計強度、材料無法滿足超負荷生產，外齒套下口易疲勞而產生裂紋，當裂紋發展到一定程度后整體強度不足，一次性裂為兩體，外齒套碎裂的瞬間造成鼓行中間齒斷齒。
（4）帶負荷啟動。每次故障停機后均屬帶負荷啟動，加速了外齒套疲勞損壞的進度。
（5）日常檢查不到位。由于減速機內部空間十分狹小，在減速機未解體的情況下無法進行日常檢查。
3 整機備件改進方案
（1）提高輸入軸功率，將輸入軸功率從2 500 kW提高到2 800 kW進行設計，輸入轉速、速比，外部安裝連接尺寸不變。
（2）三件套內外齒分度圓在原尺寸基礎上加大15%及以上，內外齒套、齒寬在原尺寸基礎上加大15%及以上，增加外齒套外徑從而改善外齒套強度，在三件套相應尺寸加強后，按加強后的三件套尺寸匹配其它尺寸。
（3）加大行星架軸承型號（軸承內徑增加80以上），提高軸承承載能力，按照重新核定的軸承型號重新匹配行星架。
（4）妥善處理軸承選型、潤滑冷卻通道設計及密封設計，要求合理分配潤滑油量，從而降低高速軸滾動軸承溫度，采用機械式密封加進口高質量密封圈解決漏油問題。
（5）要求重點解決減速機內中間支撐隔板的定位準確性及永久性問題，確保各級齒輪嚙合的穩定性。
（6）減速機內部所有軸承必須為原裝進口SKF軸承（不得在國內生產），安裝前由我方檢驗進口報關相關證件后方可組裝。
（7）要求改進行星架輸出上部端蓋密封結構，改為止口加O形圈密封，并適當加大O形圈密封規格。
4 舊機返廠整機大修方案
2012年11月，經過改進的新減速機到貨后在大修期間進行了更換，同時將舊減速機進行返廠大修，維修方案如下：
（1）整機解體，對箱體自身尺寸進行檢測，超差尺寸加工修正。
（2）箱體內部各軸承孔安裝尺寸檢測，超差尺寸加工修正。
（3）箱體內各鉸制孔按照重新安裝后的位置重新配鉆、配銷。
（4）各齒輪副檢查、局部劃痕精磨檢測。
（5）二級齒輪副齒輪軸更換（對方公司賠償我公司一件更換）。
（6）二級齒輪副大齒輪修磨后調面使用。
（7）行星輪、太陽輪、外齒圈齒面檢查，局部劃痕精磨檢測。
（8）整機所有軸承更換（SKF）。
（9）各間隙調整、修正達標。
（10）輸出法蘭密封改造、密封環止口重新設計加工。
（11）推力瓦油管更換，箱體外部高壓油管重新配置。
（12）推力瓦巴士和金結合強度、巴士和金厚度檢查，對不達標的推力瓦進行更換，對各推力瓦瓦面檢查修磨。
（13）零星輔助項目檢測、檢修。
（14）整機檢測、調試并出具報告。
要求：各項目全部按廠家Z新制造標準進行檢測、維修及調整，整機維修調試結束出具書面報告，現場監制核實后進行組裝。
5 結束語
水泥生產線大型減速機故障屢見不鮮，因大型減速機備件價格相對較高，大多數使用單位均無備件，設備生產單位也很少能夠找到合適的救急備件，大型減速機一旦出現問題將給生產造成重大影響。鑒于以上情況，使用單位設備管理人員必須時刻高度警惕大型減速機使用、維護、備件申報各個環節工作，生產正常時期高度關注負荷控制問題，杜絕野蠻超產，每次停機必須對輸入、輸出及箱體內部各個細節進行詳細檢查，重點檢查齒輪嚙合、潤滑、緊固件、定位件工作是否正常，同時合理申報備件，對多發性故障要及時與設備生產單位對接，進行改善性維修，確保大型減速機運行穩定。
本文來源于《新世紀水泥導報》
