篦冷機傳動裝置的常見故障及處理

劉明紅

（華中水泥有限公司，湖南辰溪419500）

1 篦冷機傳動裝置組成及運行原理

我公司一臺1000t/d篦式冷卻機，在使用過程中，其傳動裝置常常出現不少問題，影響整個窯系統的正常生產，通過摸索及總結，我們找到了問題的原因并進行了解決。現將處理過程簡介如下。

篦冷機的傳動裝置由電動機、減速機、主動小鏈輪、被動大鏈輪、偏心平衡塊、曲軸及剖分軸承、連桿機構、滑塊軸及托輪機構等組成。電動機及減速機安裝在基礎上，曲軸及滑塊軸安裝于機殼上，曲軸由機殼上的兩個剖分軸承支承，大鏈輪及偏心平衡塊在曲軸的傳動端（偏心平衡塊的裝配示意圖見圖1），連桿則與曲軸及滑塊軸相聯接，滑塊軸兩端安裝有托輪，托輪支承于輪軌上，輪軌與水平方向成10°傾角，滑塊軸上設有五組夾塊，夾塊通過36號槽鋼用螺栓聯接，槽鋼又與活動框架聯接。運行時，電動機帶動減速機及其上的主動小鏈輪轉動，并通過套筒滾子鏈帶動大鏈輪轉動，大鏈輪通過其上的安全銷帶動偏心平衡塊，偏心平衡塊又通過其上的8個M16聯接螺栓帶動曲軸轉動，而曲軸帶動連桿回轉從而推動滑塊軸前后移動，最終實現篦床的前后移動。

傳動裝置的主要技術參數為：篦冷機的沖程次數為3～16.7次/分，電動機為Z4-160-31，30kW，167～1500r/min，減速機為ZSY280-22.4-1TR，速比22.4，傳動鏈輪齡數比為56/15，滑塊軸的往復行程（也即篦床的往復行程）為130mm。

圖1 偏心平衡塊裝配示意圖

2 傳動裝置的故障及原因

2.1 傳動端剖分軸承燒壞

篦冷機運行不到半年時間，就出現運行中電動機電流超高報警現象，大部分情況下，篦床上料層并不高，未超過設計要求的600mm，傳動裝置也未見明顯異常。經仔細檢查，發現曲軸傳動端的支承裝置——剖分軸承有稍高的溫度，而另一端與常溫相同，因曲軸轉速很慢，剛開始并不懷疑此軸承有問題，但檢查其它部分都沒有出現問題后，拆開軸承，發現軸承已燒壞，保持架散架，且軸承內部無油。于是分析認為是沒有按時加油造成軸承干磨，最終引起軸承燒壞，但在清理并準備更換新軸承時，發現了兩個問題，一個是此軸承蓋上的加油孔根本不通，即加不進油（當然，操作工在加油時，加不進油應該有異常，但還是沒有發現此問題），第二個是此軸承安裝有錯誤，按設計此端應安裝固定軸承，非傳動端應安裝活動軸承，這樣就可以控制傳動端軸的位移，而軸熱脹冷縮時可以向非傳動端伸縮。但現場的情況是安裝錯了，把活動軸承安在了傳動端。拆開非傳動端軸承，發現把固定軸承安在了非傳動端，即在安裝時，把固定軸承及活動軸承的位置安裝反了。剖分軸承是一種特殊的滾動軸承，它包括軸承外圈、內圈、滾動體和保持架，其特征在于外圈、內圈和保持架均為兩個半圓形對接而成，內圈外裝有夾緊圈，兩個半夾緊圈之間用螺栓緊固，兩個半保持架用彈簧片相連，彈簧片和保持架之間用緊固釘連接。剖分軸承的主要特點：在軸承安裝時不用拆除圓軸及其它零部件，能方便迅速地裝卸。從圖2中可見，固定軸承與活動軸承的差別僅在于外圈上，即活動軸承的外圈沒有擋邊，而固定軸承的外圈設有擋邊。對此，我們把固定軸承的外蓋的加油孔鉆通，考慮此處有鏈輪及鏈輪罩，不好加油，我們又用油管引出，把油杯放在能方便加油的位置，同時，把非傳動端的固定軸承拆下，換到傳動端，把新的活動軸承安裝到非傳動端。軸承位置調整后未再出現軸承發熱現象。

圖2 剖分軸承結構示意圖

2.2 滑塊軸軸向竄動

在一次停機修理中發現，滑塊軸明顯有軸向竄動的現象，從夾塊與軸的竄動痕跡及后來測量曲軸與滑塊軸的端面情況看，竄動量達25mm。在未發現軸竄動前的多次檢查中，并未發現夾塊與軸的聯接螺栓松動的情況，事后，為了把軸復回原位，采用30噸的千斤頂和五組夾塊的聯接螺栓松動，也無法將軸頂回，最后只得把夾塊兩邊的36號槽鋼用千斤頂頂開，才把軸頂回，由此可見造成軸竄動的力是比較大的。分析認為，造成滑塊軸竄動的原因有以下幾點：一是剖分軸承安裝有錯誤，運行時由于熱膨脹，軸會向鏈輪端伸長，從而使軸帶動連桿并通過連桿帶動滑塊軸向傳動端竄動，而平時的檢查只看聯接螺栓是否松動，并未檢查軸是否竄動；二是滑塊軸上的外托輪內的23132CA滾動軸承因進灰不能轉動，并且偏斜，滑塊軸兩端支承不水平，產生一定的推力，使軸向竄動；三是雖然五組夾塊上的M20聯接螺栓未發現松動，但軸能竄動，證明夾緊力不夠，需加力擰緊。為了防止曲軸及滑塊軸的竄動，一是要注意在調整傳動鏈輪時，兩鏈輪的中心線的位置；二是要注意固定端剖分軸承的內圈是否松動：三是要注意滑塊軸兩端支承輪軌及托輪是否因磨損不均勻而產生偏斜；四是安裝或是調整時要注意滑塊軸上的外托輪的擋邊與下部支承軌的間顆（只留有熱脹冷縮量），以限制其竄動。

2.3 偏心平衡塊聯接螺栓頻繁斷裂

偏心平衡塊聯接螺栓斷裂發生在篦冷機使用一年左右，首先是8個M16的聯接螺栓的松動，然后出現斷裂現象，直至出現螺栓頻繁斷裂，并且其上的兩個Φ24mm的安全銷也發生斷裂，電動機電流超高報警，最后，連偏心平衡塊也裂成幾塊，不能運行。經過觀察，發現在篦冷機運行中，明顯可見滑塊軸在兩個極限位置（最上位置及最下位置）時的曲軸有振動聲，而振動是使偏心平衡塊的聯接螺栓松動及斷裂的主要原因。當時認為是鏈輪磨損，節距變長，脫鏈比較困難引起的，但在傳動裝置大修后，更換了新鏈輪及鏈條后，仍然有振動聲，顯然，鏈輪磨損不是主要原因。通過仔細觀察（鏈輪罩未安裝的情況下），發現在運行過程中，當曲軸帶動連桿推動滑塊軸到最高位置時（滑塊軸的支承輪軌與水平方向成10°的傾角），大鏈輪快速轉動一個角度，從而使拉緊的主動邊鏈條形成松動，過后，鏈條又被突然拉緊，拉緊時，就會使大鏈輪突然受力而產生振動。當曲軸帶動連桿推動滑塊軸到最低位置時，也有這個現象，只是振動稍小一點。對此，筆者分析認為，造成偏心平衡塊的聯接螺栓松動及斷裂的主要原因，在于鏈條的過度松動。因為篦床與滑塊軸一樣，與水平方向成10°傾角，當曲軸帶動連桿推動滑塊軸到最高位置時，篦床有一個向后的推力，這時，大鏈輪就有比原來轉速更快的趨勢，鏈條的松動，就使得大鏈輪能快速轉動一個角度，從而使拉緊的主動邊鏈條形成松動，鏈條松動后，主動小鏈輪要在把松動的鏈條轉過后，才拉動大鏈輪轉動，這時主動邊的鏈條就會形成從松動到拉緊的過程，拉緊時，就會使大鏈輪突然受力而產生振動，其振動力通過大鏈輪、安全銷傳遞到偏心平衡塊上，最后傳遞到聯接螺栓上，使螺栓產生松動，而偏心平衡塊的力矩傳遞，一方面是靠8個M16螺栓，另一個則是偏心平衡塊與曲軸的接觸面的摩擦力，當螺栓松動后，力的傳遞由螺栓完成，從而使螺栓容易斷裂；另外，在振動過程中，螺栓孔變大，也會加劇振動，進而使偏心平衡塊上的安全銷也發生斷裂或使偏心平衡塊在螺孔位置發生斷裂。當把鏈條調緊后，振動現象立即消失。這說明上面的分析是正確的，當然，產生聯接螺栓松動及斷裂的次要原因還有以下幾點：一是與操作有關，有時篦床上料層太高，或者篦冷機內滾雪球，造成設備負荷增加；二是由于滑塊軸的軸向竄動。滑塊軸軸向竄動時，會帶動活動框架也一起竄動，只是其竄動量有限，受安裝于機殼上的擋輪限制，但竄動后，使一側活動篦板與側盲板間顆減小，加劇篦板與盲板的磨損，同時也增加了設備負荷；三是鏈輪磨損或鏈條磨損，節距變長，脫鏈比較困難等。所以，對于篦冷機的曲軸傳動，應該適當拉緊鏈條，使大鏈輪在兩個極限位置時快速轉動的趨勢被從動邊的拉緊鏈條的拉力所阻擋，無法實現快速轉動，從而避免主動鏈條由松到突然拉緊所產生的振動，實現平穩傳力。