張寶利 張海英 付海斌 路太立 楊明

(1.安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.安陽鋼鐵股份有限公司)

PCK1416型粉碎機(jī)軸承運(yùn)行故障分析及對(duì)策

張寶利1張海英2付海斌2路太立2楊明2

(1.安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.安陽鋼鐵股份有限公司)

介紹了粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行中存在的軸承溫度超標(biāo)問題進(jìn)行了原因分析，并提出了改進(jìn)措施，通過技術(shù)改進(jìn)，延長了生產(chǎn)時(shí)間，提高了粉碎能力和配合煤細(xì)度的穩(wěn)定率。

粉碎機(jī) 軸承 故障

0 前言

高質(zhì)量的焦炭是滿足高爐煉鐵的前提，而從工藝源頭有效控制焦炭質(zhì)量是近年來煉焦科技工作者的共識(shí)。在煉焦生產(chǎn)實(shí)踐中一般都要對(duì)煤料進(jìn)行粉碎處理，以使煤質(zhì)和粒度組成保持均勻，從而保證焦炭質(zhì)量。焦化廠現(xiàn)共有粉碎機(jī)三臺(tái)，其中1#為沈陽重型機(jī)器廠生產(chǎn)的 PCK1416型錘式粉碎機(jī)，自投入焦化廠生產(chǎn)運(yùn)行至今已達(dá)13年，運(yùn)行粉碎能力為400 t/h；2#、3#為 PFCK1618型粉碎機(jī)，其運(yùn)行時(shí)間較短至今5年多，是在原來 PCK1413型可逆式粉碎機(jī)的基礎(chǔ)上改造而成，粉碎能力為400 t/h。由于1#粉碎機(jī)機(jī)齡長、運(yùn)行時(shí)間長，那么在日常生產(chǎn)中有效降低其運(yùn)行故障就成為穩(wěn)定配合煤細(xì)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 PCK1416型粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

PCK1416可逆式粉碎機(jī)主要由架體部、調(diào)整部、轉(zhuǎn)子部等結(jié)構(gòu)單元組成[1]。其中，架體部由鋼板焊接而成，兩側(cè)設(shè)計(jì)有活門，是清掃機(jī)內(nèi)及條篩上殘煤的通道；調(diào)整部由絲杠、蝸輪、蝸桿組成，其主要作用是調(diào)節(jié)破碎機(jī)內(nèi)部空間，以保證破碎細(xì)度；轉(zhuǎn)子部主要由主軸、錘盤、軸承、軸承座、錘頭組成。

1.2 工作原理

PCK1416型錘式粉碎機(jī)粉碎原理為：配合煤通過皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入粉碎機(jī)后，受到高速旋轉(zhuǎn)的錘頭撞擊而進(jìn)行首次破碎。獲得動(dòng)能的物料，高速?zèng)_向反擊腔內(nèi)的襯板，經(jīng)過襯板的反彈，再次被錘頭破碎，如此反復(fù)，在反擊腔內(nèi)多次破碎。與此同時(shí)，物料還受到彼此間的撞擊而破碎。被破碎的配合煤從出料口處排出，破碎細(xì)度可通過調(diào)整錘頭與襯板間的間隙實(shí)現(xiàn)[2]。

2 問題及分析

PCK1416型粉碎機(jī)自投入生產(chǎn)運(yùn)行以來狀況雖較為穩(wěn)定，但其運(yùn)行故障時(shí)有發(fā)生，根據(jù)生產(chǎn)、檢修記錄統(tǒng)計(jì)，PCK1416型粉碎機(jī)運(yùn)行故障主要集中在轉(zhuǎn)子部，故障率占 80％以上，各結(jié)構(gòu)部故障率統(tǒng)計(jì)見表1。對(duì)于轉(zhuǎn)子部來說，其在生產(chǎn)運(yùn)行中的突發(fā)故障主要表現(xiàn)為軸承發(fā)熱，即溫度高于 75℃，而生產(chǎn)中要求軸承運(yùn)行溫度不超過 75℃。軸承發(fā)熱的原因主要包括潤滑脂耐熱性差、軸承安裝原因、配合公差原因、錘頭安裝不平衡這四個(gè)方面。

表1 PCK1416型破碎機(jī)各結(jié)構(gòu)部故障率 ％

2.1 軸承潤滑脂耐熱性差

PCK1416型粉碎機(jī)在投產(chǎn)時(shí)選用的潤滑脂為鈣基脂，經(jīng)分析，鈣基脂的使用溫度范圍為 -10℃～+60℃，耐熱性差，如果裝脂過多，會(huì)增加摩擦阻力，最終導(dǎo)致軸承發(fā)熱。

2.2 軸承安裝原因

PCK1416型粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子支撐軸承為兩個(gè)調(diào)心滾子軸承，其安裝的徑向固定是靠外圈與外殼孔的配合來解決。軸承的軸向固定有兩種基本方式：

1)兩端單向固定(在軸兩端的支撐點(diǎn)，用軸承蓋單向固定，另一方向軸承外圈與軸承蓋間留有間隙)；

2)一端雙向固定 (一端軸承雙向軸向固定，另一端軸承雙向外圈與軸承蓋間留有間隙)。

為防止軸承在軸向竄動(dòng)，兩端軸承均用鎖帽鎖死，兩方向固定[3]。安鋼焦化廠1#粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子在更換軸承后的試車過程中，經(jīng)常出現(xiàn)軸承溫度在2 h～3 h時(shí)間段內(nèi)保持穩(wěn)定，一過3 h以后兩軸承溫度同時(shí)上升，而且溫度上升慢，有時(shí)在某一溫度可保持一段時(shí)間后下降3～4度然后回升，溫度在規(guī)定使用范圍如此反復(fù)，但是一周后溫度會(huì)持續(xù)上升導(dǎo)致發(fā)熱。經(jīng)過分析，在排除其它因素后，認(rèn)定軸承外圈與軸承蓋間隙的大小不合適是軸承溫度升高的主要原因。

2.3 配合公差原因

軸承與軸、軸承與軸承座之間配合松會(huì)造成軸承內(nèi)圈相對(duì)軸、軸承外圈相對(duì)軸承座孔產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在這種情況下軸承溫度上升極快，一般0.5 h內(nèi)超出要求范圍。如果是軸承與軸、軸承與軸承座之間配合緊軸承預(yù)緊力過大，在這種情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，溫度一般1.5 h～2 h內(nèi)超出要求范圍。

2.4 粉碎機(jī)錘頭安裝不平衡

PCK1416型粉碎機(jī)所用的錘頭為連體結(jié)構(gòu)，由于加工的原因，每個(gè)錘頭的重量不可能絕對(duì)一樣，而是約在11.9 kg～13 kg這個(gè)范圍內(nèi)。在更換錘頭時(shí)，受稱量工具精度、操作人員技能水平、錘頭安裝排列布局方案的制定等因素影響，錘頭在更換后的動(dòng)平衡狀態(tài)和理想狀態(tài)存在差距，當(dāng)差距較大時(shí)，轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)中就會(huì)表現(xiàn)出振幅超標(biāo)，最終導(dǎo)致軸承發(fā)熱或損壞。

3 改進(jìn)措施

3.1 選用高耐熱性潤滑脂

二硫化鉬極壓鋰基脂是由十二羥基硬脂酸鋰皂稠化精制礦物油，并加有防銹劑、極壓抗磨劑等添加劑和二硫化鉬粉制成。其適用于冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、重型起重機(jī)以及汽車等重負(fù)荷齒輪和軸承的潤滑，用于有沖擊負(fù)荷的重載部位、能有效的防止機(jī)械部件的卡咬和燒結(jié)，適用溫度范圍為 -30℃～120℃。

3.2 調(diào)整軸承外圈與軸承蓋間隙

為確認(rèn)軸承外圈與軸承蓋間間隙的準(zhǔn)確數(shù)值，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，最終確定軸承外圈與軸承蓋間間隙要大于0.5 mm。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

3.3 調(diào)整配合公差

PCK1416型粉碎機(jī)在更換轉(zhuǎn)子軸承后的試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，悶蓋端軸承溫度保持在50℃以下，溫度平穩(wěn)上升，表現(xiàn)正常。但是在達(dá)到50℃以上時(shí)溫度上升極快，并在2min～3min超出要求范圍。經(jīng)多次檢測確認(rèn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在轉(zhuǎn)子軸承內(nèi)圈相對(duì)轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。經(jīng)測量軸徑為190mm，軸承直徑為190mm，而工藝參數(shù)要求軸徑最小為190.003mm，分析認(rèn)為是軸承與軸之間配合松造成。經(jīng)試驗(yàn)得出：軸徑應(yīng)大于軸承內(nèi)圈孔徑0.002mm～0.05mm，軸承座孔應(yīng)大于軸承外圈0mm～0.06mm。

表2 軸承間隙試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 轉(zhuǎn)子錘頭安裝順序

4 改進(jìn)效果

為降低粉碎機(jī)軸承發(fā)熱故障率，在上述原因分析的基礎(chǔ)上一一按照對(duì)應(yīng)措施對(duì)粉碎機(jī)進(jìn)行了檢修維護(hù)，經(jīng)運(yùn)行效果良好，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)延長生產(chǎn)時(shí)間。因粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子部軸承突發(fā)

3.4 優(yōu)化錘頭排列布局

根據(jù) PCK1416型粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將軸孔數(shù)目依次分為奇數(shù)、偶數(shù)，則孔數(shù)為奇數(shù)、隔板間隙數(shù)也為奇數(shù)的有兩組；孔數(shù)為偶數(shù)、隔板間隙數(shù)為偶數(shù)的也有兩組。將稱過重量的錘頭，按重量挑選 8個(gè)相同的錘頭，再將其按重量分為重錘頭組，較輕錘頭組，輕錘頭組。每個(gè)軸上的錘頭安裝順序?yàn)橹劐N頭、輕錘頭、較輕錘頭、較輕錘頭、輕錘頭、重錘頭、較輕錘頭、重錘頭，錘頭排列布局見表3。事故次數(shù)大大降低，粉碎機(jī)運(yùn)行率明顯提高，這相應(yīng)延長了1#粉碎機(jī)的生產(chǎn)時(shí)間。

2)粉碎能力提高。軸承發(fā)熱故障的有效解決，使粉碎機(jī)的粉碎能力得到充分發(fā)揮，由原先的最高350 t/h上升為400 t/h，提高了生產(chǎn)效率。

3)提高了配合煤細(xì)度穩(wěn)定率。PCK1416型粉碎機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證了配合煤的細(xì)度穩(wěn)定，細(xì)度穩(wěn)定率由原先的90％上升為95％。

5 結(jié)語

科學(xué)的操作和維護(hù)對(duì)延長粉碎機(jī)軸承的使用壽命都缺一不可。在操作方面，要定時(shí)測量軸承溫度，注意是否有異常響聲，當(dāng)粉碎機(jī)本體出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)要及時(shí)停車；在維護(hù)方面，在使用二硫化鉬潤滑時(shí)要注意油量的科學(xué)控制：加油量少或加油量多，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中溫度均有可能持續(xù)上升導(dǎo)致軸承發(fā)熱，粉碎機(jī)軸承維護(hù)實(shí)踐表明，控制加油量在軸承室容積的2/3左右，可最大程度避免軸承發(fā)熱故障幾率。

[1]于振東.焦?fàn)t生產(chǎn)技術(shù).沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2002：26.

[2]屈凡碧.燒結(jié)機(jī)改造后錘式破碎機(jī)錘頭的工況分析.河南冶金，2005，13(2)：32-33.

[3]冶金技工學(xué)校教學(xué)用書.鉗工工藝學(xué).長春：吉林大學(xué)出版社，1991：230-231.

FAUL T ANALYSIS ANDmEASURES TO BEAR ING O F PCK1416 GR INDER

Zhang Bao li1Zhang Haiying2Fu Haibin2Lu Taili2YangM ing2
(1.AnyangOccupational＆Technical College；2.Anyang Iron＆Steel Stock Co.，L td)

A fter the brief introduction about PCK1416 grinder’s structure and work p rincip le，this artic le analyzed the p rob lem of bearing excessive temperature and themeasures.through technical imp rovem ents，the p roduction t im e was extended and comm inute was imp rovedmarked ly.

grinder bearing fau lt

2010—4—16