回转窑托轮发热原因分析与处理

2020-11-27陈阳

商品与质量 2020年32期

陈阳

中铝山东工程技术有限公司山东淄博 255051

2017 年我公司为客户设计施工高温回转窑一台，回转窑规格3.8m×52m，三档托轮支撑，托轮轴瓦共12个。回转窑正常运行中，托轮轴瓦会有不同程度的发热现象，当托轮轴瓦有发热的趋势或已经发展到比较严重的程度时，技术管理者首先应该保持头脑冷静，在仔细检查分析原因的同时，要迅速采取托轮轴瓦降温措施，防止温度继续升高，以免酿成烧瓦或严重拉伤托轮轴面的恶性事故。回转窑一旦烧瓦，需要停窑刮瓦，或者更换新瓦，需历经冷窑、顶窑、抽瓦、刮研、恢复、升温等几个阶段。停产往往需两天以上，损失较大。

1 常见的托轮瓦发热的原因分析

1.1 因润滑油引起的托轮轴瓦发热

托轮轴瓦润滑油达到换油标准而未换油，引起润滑油粘度降低、油质乳化、油内含有粉尘杂质等，都能引起轴瓦发热。托轮漏油及润滑装置脱落引起的轴瓦发热。因托轮轴密封不好，漏油严重，使油位降低，或润滑油勺脱落，润滑不足而引起轴瓦温度升高。因循环水不畅、量少或内部循环水管渗水造成的轴瓦发热。循环水不畅或量少导致循环冷却效果差引起轴瓦发热，当托轮内部循环水管老化产生漏水时，造成润滑油乳化，使油质恶化，轴瓦发热。因瓦口间隙小引起的轴瓦温升。托轮轴瓦长时间使用，瓦和轴的接触角度越来越大，同时瓦口与轴的接触间隙也越来越小，小到一定程度，润滑油不能进入轴瓦的底部进行润滑，引起轴瓦发热[1]。

1.2 轮带回转窑工况原因引起的托轮轴瓦发热

回转窑属于低速重载运转设备，支撑装置采用液体摩擦动压滑动轴承结构，托轮轴颈与轴瓦之间靠动压油膜进行隔离润滑。液体动压轴承产生液体动压力必须满足3个条件：①两摩擦面有足够的相对运动速度；②润滑剂有适当的黏度；③两表面间的间隙是收敛的，即构成油楔。在正常运转的液体动压轴承中，油膜最薄处（即通称最小油膜厚度）2个表面的微观凸峰不接触，因而2个表面没有磨损。这时的摩擦完全属于油的内摩擦，摩擦系数可小至0.001。由于油膜润滑是一个稳定连续的过程，当外部工况（如转速与负荷等）在一定范围内有所变动时，动压轴承通过自我调整能对这种变化进行自动补偿，不会造成油膜破坏。但在启动和停车过程中，因速度低不能形成足够隔开两摩擦表面的油膜，将容易出现磨损。

1.3 轮带与托轮表面受力集中引起的轴瓦发热

托轮与轮带在正常受力的情况下，其接触面光亮色泽程度应是一致的，轮带上无明显的纵向明暗条纹。若出现明暗条纹，光亮的一侧则表明轴承座的轴瓦受力偏大，反之另一侧偏小。若在轮带暗条纹处出现与托轮脱离接触缝隙，且暗条纹面积较大时，则托轮瓦将出现温升现象。

1.4 托轮轴与轴瓦的硬度不匹配引起的轴瓦发热

托轮轴一般由45钢锻件加工而成，机加工后进行调质热处理，调质后表面硬度约HB=210～240，轴瓦材质一般为铜材质，轴与轴瓦表面硬度需保持一定的硬度差，若制作过程中两者表面硬度差较小，实际工作中，托轮轴与轴瓦在压应力下会都在摩擦面产生塑性变形，进而难以形成油膜，致使摩擦面黏连发热[2]。

2 轴瓦发热处理措施

（1）由于轴瓦内部有循环水冷却水套，轴瓦散热快，托轮轴在轴瓦发热时逐步积蓄热量，不易散失，往往托轮轴面实际温度要比轴瓦温度高出许多，只要将托轮轴冷却下来，轴瓦发热也就得到控制。轴承座内轴瓦浇淋冷的润滑油。这种方式不仅可以直接降温，还可以使被破坏的油膜再度恢复。为保证冷却效果，一方面尽量将轴承座内热的润滑油放空到最底油位，只要带油勺能够到润滑油即可，一方面要安排专人持小油壶不停在轴面上淋油，防止轴瓦缺油损伤，然后迅速加入大桶冷的润滑油。待润滑油温度又上升到40℃以上时，再用同样方法更换新的润滑油，要坚持反复操作，直至轴瓦温度稳定在40℃左右不再上升为止。

（2）轮带液压挡轮的运行时间引起的轴瓦温升回转窑液压挡轮是否正常运行，与托轮受力有很大关系。当液压挡轮上行速度慢且不均匀，而下行速度偏快时，形成了向下的轴向推力，此推力可使托轮轴与瓦端之间的间隙变小，产生相对挫动和摩擦，便引起轴瓦温度升高。处理的措施：迅速改变液压挡轮的运动方向。可通过触动接近开关，强制改变液压挡轮的运动方向。

（3）在换油不能奏效的情况下，须配合托轮座调整。一般调整该托轮座顶丝约1/4～1/3圈即可。考虑轴瓦出现发热主要是由于润滑油无法正常进入瓦口樱形部位，故调整托轮座的目的是要改变轴瓦的楔入口位置，以利于润滑油楔入。基本方法为：轴瓦楔形口储油部位在外侧的托轮座，顶丝向窑中心部位顶：轴瓦楔形口储油部位在内侧的托轮座，顶丝向远离窑中心部位退。处理左侧托轮座（轴瓦樱形口储油部位在内侧）时，顶丝向外退，轴瓦楔形口向右下侧移；处理右侧托轮座（轴瓦楔形口储油部位在外侧）时，顶丝向内侧顶，轴瓦楔形口向右上侧移。上述轴瓦樱形口移动方向均有利于润滑油进入轴颈与轴瓦结合面。一旦润滑油从楔入口进入结合面，油膜建立起的动压力将会支撑起托轮轴，如此更利于润滑油进入结合面，最终在摩擦部位重新形成完整的油膜[3]。

（4）托轮轴加工过程中，可通过修改热处理工艺的方式，将调质处理改为淬火处理，表面硬度可以达到HRC=50～55，较大程度的增加托轮轴表面硬度，这样在正常运行过程中，托轮轴表面不会因为应力和温度原因发生塑性形变，从而可以使其与轴瓦接触面保持油膜的存在，从而可以大幅度改善托轮轴瓦发热的问题，提高回转窑的运转率。