張秀全，張中國

　　冀東水泥（煙臺）有限責任公司水泥粉磨系統是水泥CKP240輥磨+φ4.8m×9.5m球磨的聯合粉磨系統，磨機生產綜合產量210t/h以上，水泥單位電耗32kWh/t左右，配套輥磨磨盤中徑2400mm，3個輪胎磨輥，磨盤轉速：33.5r/min，經過3年半多的運行，2014年5月檢查發現減速機行星架與輸出法蘭盤聯接螺栓和傳遞扭矩剪切銷子斷裂，被迫停機。如整機返廠修理至少需要2個月，而且運費和修理費用較高，嚴重影響旺季水泥生產銷售。經過研究，采取現場解體檢查，拆卸更換減速機行星架與輸出法蘭盤聯接高強螺栓，配鉆、擴、鉸孔，配制提高傳遞扭矩強度的銷子等措施，現場僅用8d時間即快速修復了減速機，節省了維修費用，保證了正常生產運行。

　　1　輥磨配套電機及減速機主要參數

　　電機型號：YRKK710-6，功率：2240kW，轉速：994r/min。減速機型號：JLP220-WXA，輸入功率：2300kW，速比：29.6。JLP系列減速機為錐齒輪—平行軸—行星齒輪三級減速傳動的結構形式。減速機結構見圖1，行星架與輸出法蘭盤通過16根M42高強聯接螺栓和12個φ50mm圓柱銷子連接組裝而成。

　　2　損壞部件

　　在拆卸過程中發現有以下部位發生局部損壞：
　　（1）減速機行星架與輸出法蘭盤的4組16條聯接螺栓全部切斷（圖2、3）。

　　（2）行星架與輸出盤的12條傳動銷每條分別斷裂成3段，銷軸孔變形為橢圓（如圖4、5）。

　　（3）三級內齒圈有兩個齒端面局部掉落25~30mm左右，有一個齒出現局部裂紋（如圖6、7）。

　　（4）行星輪有兩個齒端面局部掉落20mm左右。
　　（5）二級齒輪軸的聯軸器外齒有6個齒端面局部掉落20~30mm左右，有3個齒塊出現局部裂紋。
　　（6）行星架中心壓蓋內球面支撐銅帽碎裂損壞。

　　3　原因分析

　　2014年5月13日，水泥A磨避峰運轉后，再次開啟油站，所有參數均顯示正常，開啟輥磨后發現，減速機輸出盤密封迷宮有多處摩擦產生火花，隨即通知中控室操作員立即停磨，5min左右輸出盤迷宮處已磨得通紅，到現場檢查發現減速機輸出盤密封相對殼體錯位近10mm，輸出盤法蘭聯接螺栓切斷，進一步拆下每段壓板，抽出圓柱銷子，發現每個銷子分別斷裂成3段（若不抽出圓柱銷子無法發現斷裂情況）。

　　水泥線輥磨使用JLP220型減速機，輥磨運行加載壓力嚴格控制在10MPa以內（設計加載額定壓力為12MPa），主電機運行電流控制Z高未超出140A（為保護設備穩定運行，操作控制在額定電流158A的90%以下），設備系統連鎖保護測溫、測振、測壓、金屬探測儀等電器保護系統一直運行安全有效，減速機保護振動值設定為3.5mm/s時抬輥，達到5mm/s時停輥磨主電機，正常運轉時振動值一般在2.8mm/s以下；減速機推力瓦溫度Z高≯52℃，屬于安全運行溫度。
　　由圖8可以看出，在停機前輥磨振動值及上下腔壓力未出現任何異常變化，僅是輥磨主電機電流在停機前6min出現小幅度增大（但未超過額定值），而在輥磨正常運轉時也經常會因物料粒度的變化出現主電機電流的波動，因此此次減速機損壞在運行曲線上表現不明顯，僅僅出現了減速機迷宮摩擦。根據現場解體情況分析，減速機故障損壞的原因主要有以下幾點：

　　（1）主要是由于承擔減速機行星架與輸出法蘭盤聯接的傳動扭矩和剪切力的圓柱銷與孔配合出現松動，導致圓柱銷及孔磨損，圓柱銷受力不均衡先后出現斷裂所造成的，進而導致聯接螺栓承擔過大扭矩剪切力斷裂，屬于裝配質量原因引起的故障。

　　（2）聯接螺栓切斷導致行星架下沉，改變了行星輪及太陽輪原有的嚙合受力點，造成齒輪部分嚙合齒面的局部剝落損壞。

　　4　解決措施

　　根據減速機出現故障損壞部位情況，為節省修理時間，降低維修費用，便于監督修理過程質量，決定現場就地修理。拆卸更換斷裂的16個M42-8.8級高強聯接螺栓，因原傳遞扭矩12個φ50mm圓柱銷子孔磨損橢圓變形，采取提高圓柱銷強度辦法，配鉆、擴、鉸孔，配制圓柱銷子，修磨局部斷裂齒部位使之低于工作嚙合面，輸出法蘭盤密封迷宮變形修理圓度，避免安裝運行中出現刮卡摩擦。具體方案：

　　（1）因二級中間軸外齒斷齒損壞，更換二級中間軸，并調整與二級齒輪軸接觸嚙合面積及軸向間隙量再組裝。

　　a、二級中間軸（與斜齒輪配合處）尺寸φ362mm+0.33，斜齒輪孔為φ632H7（+0.057）過盈配合。采取電加熱即保溫箱內逐步升溫加熱，控制溫差至齒輪表面170℃，斜齒輪內孔直徑膨脹量=0.000012×φ362×ΔT（170℃-10℃）=0.695mm，保溫1h后實際測量斜齒輪孔膨脹后公差尺寸，按照原齒輪工作嚙合面方向標記后與軸進行裝配。檢測上下軸承NSK23072CAE4和NSK23152CAE4（二級中間軸和斜齒輪組件見圖9、圖10）符合使用技術要求。

　　b、二級齒輪軸上部兩組合軸承碎裂，更換FAG32244A與同心套隔環組合裝配后，用百分表測量軸向間隙量，通過調整修磨同心套隔環，保證軸向間隙量在0.20~0.40mm，符合技術要求，下部軸承NU2252符合使用技術要求。

　　c、二級中間軸上部軸承座鉆孔、攻絲后安裝測溫電阻，以便運行監測溫度狀態變化。

　　（2）大齒圈的更換組裝。

　　a、按照圖紙技術要求大齒圈與支撐座找正（如圖11）。大齒圈固定在數控龍門銑床，找正外圓，打百分表偏差≯0.02mm，將支撐座與大齒圈組配起來，按照圖紙支撐座φ2120mm外圓的找正帶，打百分表偏差≯0.03mm，大齒圈內圓偏差≯0.05mm，將兩工件點焊固定。
　　b、將大齒圈與支撐座兩組合工件在鉆床固定，找正同配鉸（如圖12），先對稱鉆兩孔并攻絲后用M36螺栓連接固定，先鉆φ40mm孔，再擴孔至φ44mm，然后鉸孔至φ45mm，按照各標記孔配制銷子。

　　c、大齒圈與支撐座組合裝配后，按照拆裝記號標記，將組合件找正安裝固定在減速機殼體法蘭（如圖13）。

　　（3）減速機行星架與輸出法蘭盤找正同配鉸組裝。

 　　a、清洗各零部件，安裝找正減速機行星架與輸出法蘭盤同心度，測量、調整兩件的安裝垂直止口間隙均勻，誤差≯0.10mm（如圖14）。然后用8個M42螺栓對稱把緊減速機行星架與輸出法蘭盤，原則上行星架與輸出法蘭盤結合面無間隙（考慮拆裝變形，水平結合面用0.03mm塞尺檢測≯10mm深度為合格）。

　　b、因原銷孔嚴重變形，同時，為了提高剪切圓柱銷子強度，利用搖臂鉆床Z3080×28B將傳動銷孔直徑由原來的φ50mm擴大至φ59mm，再鉸孔至φ60mm；將φ60mm沉孔擴大至φ65mm便于找正安裝。

　　c、按照已配鉆、擴、鉸銷孔作好順序標記，分別對應標記配制加工磨削12個材質40Cr、熱處理硬度HB=300的內羅紋圓柱銷子，配磨尺寸φ60H7/K6mm。

　　d、減速機輸出法蘭盤密封迷宮在立車床上找正，保證每道溝槽直徑尺寸符合安裝要求，將每道溝槽變形多余部分車掉，保證與減速機殼體密封迷宮組合后不發生干涉摩擦。

　　e、為保證裝配順利，所有配磨內螺紋圓柱銷子放置在-10℃冰箱中冷卻收縮3h后，再分別按照標記對稱裝配。

　　f、測繪制作行星架中心壓蓋內球面支撐銅帽并找正安裝牢固。

　　g、修磨發生局部斷齒的行星輪及太陽輪齒型聯軸器外齒，敲掉發生裂紋的斷齒，防止安裝后在運行過程中掉下繼續損壞其他部位，其余斷齒部位修磨低于工作接觸面，防止運行中受力損壞其他齒面。

　　（4）清洗組裝試車

　　a、清洗并用刮刀刮研行星架滑動軸承工作面劃傷痕跡，達到接觸面積技術要求精度；檢查推力瓦各部位沒有受到傷害，清洗并用壓縮空氣吹通潤滑供油孔，保持暢通。

　　b、用高壓清洗機清洗減速機內部各齒輪、軸承，并測量檢查間隙和外觀磨損情況，作好記錄，符合技術要求的軸承清洗后繼續使用。

　　c、各零部件組裝后要作好螺栓緊固防松措施，對減速機輸出法蘭盤與行星架聯接螺栓（原螺栓帽帶有交叉兩個φ8mm串鋼絲防松孔，從斷裂掉下的螺栓帽斷面看，此孔減弱了螺栓強度，本次更換為螺栓帽不帶串鋼絲孔的高強螺栓）緊固后，用φ10mm鋼筋圍成圓圈與其焊接固定，防松效果更好。磨盤與減速機輸出法蘭盤聯接螺栓也采取用鋼筋圍成圓圈與其焊接固定的防松辦法。

　　d、減速機安裝就位后，開啟潤滑系統2h循環，清洗檢查供油過濾器和回油過濾器，保證供油過濾器前后壓差正常（＜0.15MPa），回油過濾器無金屬異物。抬起磨輥，空載運行8h，檢查各種運行參數正常后，液壓系統逐步加載（額定加載壓力的60%、70%、80%）分別運行12h、16h、24h，然后帶負荷正常運行，36h以后減速機地腳螺栓再次加溫防松緊固。

　　5　運行效果和啟示

　　現場帶載荷運行后電機電流值在130A左右（控制在額定電流158A的90%以下），減速機推力瓦測溫Z高穩定在54℃，測振值在2.5mm/s以下，供油壓力等均在安全運行指標范圍，輸出盤迷宮密封沒有金屬摩擦聲音，現場僅用8d時間即快速修復了輥磨減速機，節省了維修費用，保證了正常生產運行。

　　此次故障給我們的啟示：應定期對各儀表測點的真實準確性進行核對，確保安全有效，起到安全保護作用；應調整優化工藝操作參數，進一步減輕輥磨振動，減少對傳動設備電機減速機等的沖擊振動影響；同時也要定期對傳動銷及連接螺栓的松動、斷裂等情況進行檢查緊固或更換，發現異常情況及時采取有效措施，保證螺栓和銷軸完好且裝配緊密牢固，確保減速機運行安全可靠。

（來源：中國水泥備件網論壇）