ZGM系列磨煤机螺伞-行星减速机的故障分析及检修

柴树普

(河南龙宇煤化工有限公司, 河南永城 476600)

河南龙宇煤化工有限公司(简称龙宇煤化工)现有年产50万t甲醇装置1套、年产20万t二甲醚装置1套、年产40万t醋酸装置1套、年产20万t乙二醇装置2套。龙宇煤化工二期的核心装置是2台6.9万m3/h有效气量的五环气化炉。用于五环气化炉原料煤粉制备的磨煤机设备也是日常生产中的重要设备。龙宇煤化工2台五环气化炉共配置了3台立式磨煤机进行煤粉制备,为了满足煤粉制备的要求,3台磨煤机均采用了北京电力设备总厂生产的螺伞-行星减速机作为电机与磨煤机磨盘间的减速机构。该减速机型号为SXJ160B-Ⅱ,输入转速为990 r/min,输出转速为30 r/min,减速机驱动电动机的型号为YMKQ600-6。该减速机自投入运行以来,除2019年进行了一次例行检查外,未进行过检修,故障率相对较低。但由于磨煤机为煤化工生产过程中的重要设备,该减速机又为磨煤机连续运行的关键机构,因此必须保证该减速机的正常运行,一旦减速机出现故障后应尽快检修,避免磨煤机,甚至整个生产流程的非正常停车。

1 螺伞-行星减速机的性能与结构特点

SXJ160B-Ⅱ型螺伞-行星减速机在传动上由一级螺旋伞齿轮和一级行星齿轮组成,与同样额定功率和传动比的三级普通螺伞-圆柱齿轮减速机相比,不仅体积小、质量轻,而且传动平稳、噪声小、效率高[1]。螺伞-行星减速机利用了行星齿轮传动的特点,同时由于磨齿加工齿轮的数量占齿轮总数量的百分比提高,使得整个传动机构的各种性能大大提高。该减速机主要由以下部分组成:伞齿轮传动部分、行星级齿轮传动部分、齿轮联轴器、平面滑动推力轴承、滚动轴承、壳体、润滑与冷却部分,见图1[2]。

图1 SXJ160B-Ⅱ型螺伞-行星减速机剖面图

2 故障描述及原因分析

2023年2月,在例行倒磨打开检查孔检查时,发现B磨煤机减速箱下箱体内有散落的滚子和大量的金属粉末,遂决定将该减速机拆卸进行解体检查。经拆检发现,减速机推力瓦组件、输出法兰推力盘及滚动轴承等部分出现了严重故障,具体情况如下:

(1) 12块推力瓦为乌金瓦面,瓦面有多道密集且深的划痕,瓦面损坏严重,见图2。

图2 推力瓦瓦面划痕

(2) 推力盘镜面有整圈划痕,且在推力瓦较深划痕对应位置也有多道密集且深的划痕,见图3。

图3 推力盘镜面划痕

(3) 3件行星齿轮均严重磨损,齿面出现大量点蚀凹坑,见图4。

图4 行星齿轮点蚀凹坑

(4) 内齿圈齿面出现大量点蚀坑,局部崩齿,见图5。

图5 内齿圈齿面点蚀坑

(5) 行星齿轮轴承3个保持架碎裂,部分滚子散落,见图6。

图6 行星齿轮轴承保持架碎裂

经分析,造成该减速机多处出现故障的原因为:

(1) 因运行时间较长,行星齿轮轴承3个保持架疲劳损坏,滚子散落,这也是本次故障的直接原因。滚子散落至下箱体后,对下箱体齿轮和轴承造成破坏,造成了局部崩齿等故障。

(2) 润滑问题。虽然该减速机按要求使用了硫磷型极压工业齿轮油(牌号L-CKD320)作为润滑与冷却介质,但因维护保养不到位,造成润滑油中的杂质积存,进而影响了齿轮和轴承的润滑效果,表现为内齿圈齿面和行星轮齿面蚀坑。

(3) 巡检不到位。因该减速机输出转速较低,只有30 r/min,故而在设备振动、润滑油温度等监测参数上没有及时体现出来,巡检人员也因现场噪声较大、巡检经验不足等原因,未能及时关注到设备发生的劣化表现。

3 检修措施

(1) 对12块推力瓦进行修复,将瓦块上部的原巴氏合金熔化清除后重新浇铸合金,并进行加工,保证每块瓦上的巴氏合金厚度在5 mm。加工后的12块推力瓦之间的厚度偏差不超过0.01 mm[3]。

(2) 对推力盘镜面进行修复,使用车床对推力盘的镜面进行加工,消除推力盘上的划痕。加工后推力盘表面粗糙度小于0.8 μm[3-4]。

(3) 由于内齿圈、行星齿轮和轴承等部件损坏严重,已没有修复的价值,故直接进行更换。

4 结语

通过对该减速机的检修及对故障的分析,为避免该类事件的再次发生,必须做到每6个月检查1次所有螺栓连接是否牢固,经常检查油系统呼吸器和减速机上呼吸器是否有粉尘堵塞,每天检查1次管路和减速机是否存在漏油现象。根据该设备的运行环境,及时清理滤油器内的滤网,并结合运行工况定期对油箱进行彻底清洗,减少杂质的积存和对润滑、冷却的影响。