160t蒸汽干燥機常見兩種故障分析

馬榜樣（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

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160t蒸汽干燥機常見兩種故障分析

馬榜樣
（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

摘要：熔煉二系統160t蒸汽干燥機是進口庫邁拉的設備，它是貴溪冶煉廠熔煉車間的主要設備，其運行狀況直接影響貴溪冶煉廠熔煉車間全年的生產任務。干燥機驅動減速機由于存在一些設計上的缺陷，導致干燥機減速機高速軸軸承容易損壞。

關鍵詞：蒸汽干燥機；開式齒輪副；驅動裝置；支撐托輥；潤滑；世界標桿煉銅工廠

1　引言

貴溪冶煉廠二系統熔煉蒸汽干燥機［1］筒體長10.14m，外徑4.44m。筒體內安裝有蒸汽盤管。筒體安裝成傾斜狀，傾斜角度2°，進料端高于出料端。整個干燥機的筒體放置在四個支撐托輥上面，為了放止筒體在支撐托輥上的竄動，安裝量2組止推輥輪。筒體和內部的盤管可在電機驅動下旋轉，轉速可在0～1.5rpm范圍內調整，恒定精礦給料量應保持恒定的筒體轉速，通過開車和試運行期間的操作經驗積累，確定不同工藝條件下的筒體轉速指導值，最小應0.3rpm。筒體兩端為開口狀，進料端與進料皮帶相連，出料端與干礦出料斗相連，進出機內的蒸汽、冷凝水接口也在這段，出料端有負壓測點。

干燥機的驅動系統由一臺電機、一臺減速器和一套由一個小齒輪和固定在筒體外殼上的齒圈組成的開式傳動裝置［2］來執行干燥機的旋轉，齒圈固定在托圈之間的干燥機殼體上，這樣的結構設計適用于允許筒體外殼的熱膨脹。驅動裝置安裝在一塊鋼制底板上，鋼制底板固定在混凝土基礎上。電機安裝在各自的底板上。筒體轉速利用變頻器進行調節。在正常運行中，筒體和驅動裝置都被設定為一個方向旋轉。為了筒體維護檢修，在現場控制盤上能夠以反方向啟動旋轉。

2　蒸汽干燥機在機械部分上常見的兩種故障

在貴溪冶煉廠熔煉二系統蒸汽干燥機中，部分常見故障有：（1）干燥機減速機高速軸支撐軸承［3］損壞，（2）干燥機振動［4］。現將兩種故障做具體分析。

2.1干燥機工作狀況簡介

干燥機高速軸的一側連接來自電機的彈性聯軸器，另一側連接制動器，減速機的低速軸直接連接開式齒輪副的小齒輪軸。如下圖所示。

圖 160t蒸汽干燥機傳動系統

在正常運行過程中，電機啟動，同時制動器打開，電機→減速機箱體→開式齒輪副→干燥機筒體。正常停車過程，電動機停下，制動器關閉，干燥機筒體停下。而在實際生產過程中，干燥機的啟動時符合正常啟動程序，干燥機停下來是不符合正常程序，即電動機停下，制動器關閉，干燥機的筒體要來回反轉—正轉—反轉—正轉—反轉—正轉后才能停下來。主要原因是干燥機內部還有一部分的礦沒有排完，導致干燥機的筒體在做鐘擺運動，如果要讓干燥機正常停車，那么要花費一到兩個小時時間排空干燥機筒體內的余礦，這樣會直接影響熔煉車間二系統的穩定生產。

干燥機在初始在運行過程中，干燥機筒體、支撐托輥、驅動裝置基礎、開式齒輪副有很強烈的振動，站在干燥機的周圍地面上，明顯感覺到來自干燥機振動的沖擊，轉速越快，振動越大。

2.2干燥機故障分析

干燥機高速軸的一側連接電機的彈性聯軸器，另一側連接制動器，減速機的低速軸直接連接開式齒輪副的小齒輪軸。如上圖所示，干燥機在正常啟動、運轉和正常停止過程中，驅動裝置中各個部位的傳動件受到得力是均勻恒定的，如電動機的軸、聯軸器、減速機的高速軸、二級軸、三級軸、四級軸、五級軸、高速軸軸承及其他軸軸承等。

干燥機非正常停止時，干燥機的筒體做鐘擺運動［5］，停止過程如下：電機停止制動器關閉，減速機的高速軸處于一種停止狀態。由于干礦在干燥機筒體的分布不均，呈偏心狀態，導致干燥機進行快速反轉，干燥機→開式齒輪副→減速機五級軸→減速機四級軸→減速機三級軸→減速機二級軸→減速機一級軸（靜止狀態）→電動機（靜止狀態），由于減速機二級軸直接碰撞減速機一級軸，然后帶動減速機高速軸運轉，干燥機運轉約有半圈后，在做正向運轉約1/3圈，然后在反轉，然后在正轉直到干燥機筒體自然停下。

上述非正常停車，導致減速的薄弱地方出現問題，例如高速軸支撐軸承6312c3軸承損壞，高速軸的油封60*75*12漏油，減速機內部軸及齒輪的危險截面的疲勞［6］等。

針對上述問題對干燥機減速軸承負荷做了對比計算，得出結論是：干燥機正常開機、運轉、正常停車，減速機最薄弱的環節（高速軸支撐軸承6312）可以滿足生產需要，但是在非正常工作狀況，高速軸支撐軸承剛好不能滿足生產需求，經驗理由：剛剛換上的軸承6312一般可以使用3個月到6個月就會損壞，如果使用進口SKF或FAG軸承可以使用到6到10個月就要更換（按照干燥機一周停車兩次計算）。

干燥機減速機一級軸支撐軸承（6312c3）在大部分正常工作狀況和很少一部分非正常狀況下容易損壞，這個事實證明了支撐軸承在非正工作中達到甚至超過了基本額定動態負荷。根據經驗分析將支撐軸承6312改成22212軸承比較合適，6312的基本額定動態負荷是85.2kN，22212的基本額定動態負荷是156kN。兩種軸承的內圈、外圈、寬度都是一樣的，極限轉速比較相近在7000～7500rpm，唯一的不同的是額定參考轉速，6312是11000rpm，22212是5600rpm，都大于正常使用1450rpm。故此選用22212軸承。生產實踐表明，采用了22212軸承以后，干燥機減速機支撐軸承在也沒有損壞過。

干燥機第二種故障表現為干燥機運轉過程中的振動，干燥機振動主要來源于兩個部位，第一是滾圈與支撐托輥之間運轉產生的，第二是干燥機開式齒輪副運轉之間產生的。第一種振動主要是支撐托輥與干燥機滾圈之間相對運動產生的，滾圈與支撐托輥之間有靜摩擦也有部分滑動摩擦，這樣就導致兩個滾圈在四個支撐托輥運動不同步，有的支撐托輥與滾圈之間運動是靜止的，有的支撐托輥與滾圈之間的相對運動是滑動的。針對這種狀況，采用了支撐托輥與滾圈加潤滑油的方法，這樣基本保證滾圈與支撐托輥之間有潤滑油作為中間介質，這樣可以保證兩個滾圈與潤滑油，潤滑油與四個支撐托輥之間的步調相對一致，同時潤滑油也起到一定的減震作用，實踐證明干燥機支撐托輪與滾圈之間添加潤滑油，使干燥機的振動降低到可以承受的范圍。第二種的振動是開式齒輪副運動產生的振動，這種振動機理和滾圈與支撐托輥振動是一樣的，也可以通過潤滑的方法來解決。

為了解決干燥機整體振動問題，在干燥機周圍添加了自動潤滑站，定期、定時、定量給干燥機的支撐托輥，擋輪、開式齒輪副添加潤滑油，實踐證明這種方法是有效的。

3　小結

上述蒸汽干燥機兩種故障，是貴溪冶煉廠二系統常見的故障，現在已經解決。隨著標桿煉銅工廠的實現，日益老化的生產設備已經不能滿足快速生產的需要，要求設備管理人員對現場的設備及時進行更新、改造，更好適用標桿煉銅工廠發展。

參考文獻：

［1］劉飛.貴冶二系統蒸汽干燥機工藝過程及生產實踐［J］.湖南有色金屬（機械設備），2011，27（5）:60-63.

［2］翟喆.兩級爆轟驅動裝置發射彈丸的實驗和數值模擬［J］.北京理工大學學報，2012，32（7）:679.

［3］馬欣，孫麗粒.單級循環氣壓縮機支推軸承設計［J］.設計與優化（風機技術），2014，3:44-45.

［4］沈麗娜.水輪發電機組運行中劇烈振動故障診斷及處理［J］.科技論壇（科技向導），2012，19:109.

［5］史玉才，管志川.偏軸鐘擺鉆具組合力學特性分析［J］.石油大學學報（自然科學版），2014，28（2）:42-43.

［6］王營帥，陳益芳.淺析化工設備標準中對“危險截面”的考慮［J］.中國石油化工標準與質量（化工技術），2014，10:21.

Analysis on 160T Steam Drying Machine Two Common Failures

MA Bang-yang
（Guixi Smelter，Jiangxi Copper Corporation，Guixi 335424，Jiangxi，China）

Abstract:Smelting workshop system 160T Steam drying machine was imported from KUMARA.It is the main equipment of Guixi smelter Smelting workshop.Its operating situation will directly affect the annual production task of smelting workshop.Since some design defects on drying machine and drive speed reducer，the gearbox high speed bearing always could be damaged easily.

Keywords:steam drying machine；open gear pair；actuating device；support roller；lubrication；word copper smelting factory bench marking

中圖分類號：TF802+.64

文獻標識碼：B

文章編號：1009-3842（2016）02-0078-03

收稿日期：2015-10-10

作者簡介：馬榜樣（1980-），男，安徽宿州人，工學學士，機械工程師，主要從事設備管理工作。E-mail:mabangyang@gy.jxcc.com