ZGM系列磨煤機螺傘-行星減速機的故障分析及檢修

柴樹普

(河南龍宇煤化工有限公司, 河南永城 476600)

河南龍宇煤化工有限公司(簡稱龍宇煤化工)現有年產50萬t甲醇裝置1套、年產20萬t二甲醚裝置1套、年產40萬t醋酸裝置1套、年產20萬t乙二醇裝置2套。龍宇煤化工二期的核心裝置是2臺6.9萬m3/h有效氣量的五環氣化爐。用于五環氣化爐原料煤粉制備的磨煤機設備也是日常生產中的重要設備。龍宇煤化工2臺五環氣化爐共配置了3臺立式磨煤機進行煤粉制備,為了滿足煤粉制備的要求,3臺磨煤機均采用了北京電力設備總廠生產的螺傘-行星減速機作為電機與磨煤機磨盤間的減速機構。該減速機型號為SXJ160B-Ⅱ,輸入轉速為990 r/min,輸出轉速為30 r/min,減速機驅動電動機的型號為YMKQ600-6。該減速機自投入運行以來,除2019年進行了一次例行檢查外,未進行過檢修,故障率相對較低。但由于磨煤機為煤化工生產過程中的重要設備,該減速機又為磨煤機連續運行的關鍵機構,因此必須保證該減速機的正常運行,一旦減速機出現故障后應盡快檢修,避免磨煤機,甚至整個生產流程的非正常停車。

1 螺傘-行星減速機的性能與結構特點

SXJ160B-Ⅱ型螺傘-行星減速機在傳動上由一級螺旋傘齒輪和一級行星齒輪組成,與同樣額定功率和傳動比的三級普通螺傘-圓柱齒輪減速機相比,不僅體積小、質量輕,而且傳動平穩、噪聲小、效率高[1]。螺傘-行星減速機利用了行星齒輪傳動的特點,同時由于磨齒加工齒輪的數量占齒輪總數量的百分比提高,使得整個傳動機構的各種性能大大提高。該減速機主要由以下部分組成:傘齒輪傳動部分、行星級齒輪傳動部分、齒輪聯軸器、平面滑動推力軸承、滾動軸承、殼體、潤滑與冷卻部分,見圖1[2]。

圖1 SXJ160B-Ⅱ型螺傘-行星減速機剖面圖

2 故障描述及原因分析

2023年2月,在例行倒磨打開檢查孔檢查時,發現B磨煤機減速箱下箱體內有散落的滾子和大量的金屬粉末,遂決定將該減速機拆卸進行解體檢查。經拆檢發現,減速機推力瓦組件、輸出法蘭推力盤及滾動軸承等部分出現了嚴重故障,具體情況如下:

(1) 12塊推力瓦為烏金瓦面,瓦面有多道密集且深的劃痕,瓦面損壞嚴重,見圖2。

圖2 推力瓦瓦面劃痕

(2) 推力盤鏡面有整圈劃痕,且在推力瓦較深劃痕對應位置也有多道密集且深的劃痕,見圖3。

圖3 推力盤鏡面劃痕

(3) 3件行星齒輪均嚴重磨損,齒面出現大量點蝕凹坑,見圖4。

圖4 行星齒輪點蝕凹坑

(4) 內齒圈齒面出現大量點蝕坑,局部崩齒,見圖5。

圖5 內齒圈齒面點蝕坑

(5) 行星齒輪軸承3個保持架碎裂,部分滾子散落,見圖6。

圖6 行星齒輪軸承保持架碎裂

經分析,造成該減速機多處出現故障的原因為:

(1) 因運行時間較長,行星齒輪軸承3個保持架疲勞損壞,滾子散落,這也是本次故障的直接原因。滾子散落至下箱體后,對下箱體齒輪和軸承造成破壞,造成了局部崩齒等故障。

(2) 潤滑問題。雖然該減速機按要求使用了硫磷型極壓工業齒輪油(牌號L-CKD320)作為潤滑與冷卻介質,但因維護保養不到位,造成潤滑油中的雜質積存,進而影響了齒輪和軸承的潤滑效果,表現為內齒圈齒面和行星輪齒面蝕坑。

(3) 巡檢不到位。因該減速機輸出轉速較低,只有30 r/min,故而在設備振動、潤滑油溫度等監測參數上沒有及時體現出來,巡檢人員也因現場噪聲較大、巡檢經驗不足等原因,未能及時關注到設備發生的劣化表現。

3 檢修措施

(1) 對12塊推力瓦進行修復,將瓦塊上部的原巴氏合金熔化清除后重新澆鑄合金,并進行加工,保證每塊瓦上的巴氏合金厚度在5 mm。加工后的12塊推力瓦之間的厚度偏差不超過0.01 mm[3]。

(2) 對推力盤鏡面進行修復,使用車床對推力盤的鏡面進行加工,消除推力盤上的劃痕。加工后推力盤表面粗糙度小于0.8 μm[3-4]。

(3) 由于內齒圈、行星齒輪和軸承等部件損壞嚴重,已沒有修復的價值,故直接進行更換。

4 結語

通過對該減速機的檢修及對故障的分析,為避免該類事件的再次發生,必須做到每6個月檢查1次所有螺栓連接是否牢固,經常檢查油系統呼吸器和減速機上呼吸器是否有粉塵堵塞,每天檢查1次管路和減速機是否存在漏油現象。根據該設備的運行環境,及時清理濾油器內的濾網,并結合運行工況定期對油箱進行徹底清洗,減少雜質的積存和對潤滑、冷卻的影響。