張萬(wàn)東

（天瑞集團(tuán)汝州水泥有限公司，河南平頂山市 467535）

0 前言

我公司自2009年3月至2009年12月新上兩條80萬(wàn)噸/年的水泥粉磨線，主機(jī)配置：Φ3.8× 13m中心傳動(dòng)開(kāi)路水泥磨，MFY250中心傳動(dòng)減速機(jī)（帶輔助傳動(dòng)），2500kW10kV主電機(jī)。傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式見(jiàn)圖1。

圖1 Φ3.8m磨機(jī)傳動(dòng)布置圖

1 故障現(xiàn)象

2#線粉磨系統(tǒng)各主機(jī)設(shè)備在安裝后的單機(jī)試車(chē)，無(wú)負(fù)荷聯(lián)動(dòng)試車(chē)過(guò)程中均運(yùn)行正常，但當(dāng)磨內(nèi)加球到30%，逐漸開(kāi)始投料，帶負(fù)荷運(yùn)行2個(gè)小時(shí)后，主電機(jī)后軸瓦突然升溫至報(bào)警溫度75℃，主電機(jī)跳?！，F(xiàn)場(chǎng)組織安裝人員檢查了循環(huán)水、潤(rùn)滑油站的油壓、油溫、油位、壓差等主要技術(shù)指標(biāo)，均無(wú)問(wèn)題。于是再次開(kāi)機(jī)，此次主電機(jī)后軸瓦溫度在開(kāi)車(chē)后的十分鐘內(nèi)迅速升至75℃，主機(jī)再次跳停。技術(shù)人員懷疑電機(jī)后軸瓦出現(xiàn)故障，如果嚴(yán)重可能已燒瓦。

2 拆軸瓦檢查

鑒于此種情況，決定抽瓦檢查。拆去電機(jī)后軸瓦上蓋后，發(fā)現(xiàn)在下瓦座的右側(cè)（見(jiàn)圖2）空顆中有大量的巴氏合金的碎塊，拆下上瓦，檢查看到軸瓦的工作面無(wú)損傷，只是上瓦右側(cè)面的巴氏合金（原本有3mm厚）被軸肩磨損殆盡，先前發(fā)現(xiàn)的金屬碎片即來(lái)源此處。經(jīng)過(guò)測(cè)量，軸瓦右側(cè)面與軸肩的距離a值只有1.5mm。

圖2 后軸瓦俯視圖

在輔傳與電機(jī)之間的空顆處（見(jiàn)圖1），用16噸的千斤頂將電機(jī)尾部主軸頂起5mm左右，再用2噸的手拉葫蘆慢慢抽出下軸瓦。下瓦的磨損情況與上瓦相似，也是軸瓦工作面無(wú)損傷，右側(cè)面的巴氏合金磨損，已所剩無(wú)幾。

據(jù)此，后軸瓦發(fā)熱的原因是電機(jī)在運(yùn)行時(shí)上下軸瓦的右側(cè)面與軸肩摩擦，在潤(rùn)滑油及循環(huán)水正常的情況下使瓦溫迅速升高，導(dǎo)致了主機(jī)跳停。

3 分析原因

接下來(lái)必須要找到引起軸瓦右側(cè)面與軸肩相摩擦的原因，否則在以后的運(yùn)行過(guò)程中二者還要摩擦引起瓦溫升高。毫無(wú)疑問(wèn)，后軸瓦的右側(cè)面與軸肩相接觸摩擦，肯定是電機(jī)運(yùn)行后轉(zhuǎn)子向減速機(jī)方向大幅度竄動(dòng)所致，原因不外乎以下兩方面：

3.1 電氣方面

通過(guò)與電機(jī)廠家技術(shù)人員溝通得知，采用滑動(dòng)軸承的大型電機(jī)的軸向竄動(dòng)量為電機(jī)磁中心線與電機(jī)停車(chē)時(shí)的中心線的距離。本電機(jī)磁中心線尺寸圖（一般釘在電機(jī)標(biāo)牌處）上顯示磁中心線參考尺寸是95mm，如圖3所示。測(cè)量停車(chē)時(shí)電機(jī)此處尺寸是93.5mm，二者的差值95-93.5=1.5mm即是通電后電機(jī)轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下，其軸向竄動(dòng)值為1.5mm。而大型高壓電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮到轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)，在軸肩與軸瓦側(cè)面已留有3～5mm的間顆，以補(bǔ)償電機(jī)的磁中心線與電機(jī)停車(chē)時(shí)的中心線不重合所引起的轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)。因此，因電磁力使轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)1.5mm的竄動(dòng)值還不足以引起軸瓦與軸肩相摩擦。

在與電機(jī)廠家溝通時(shí)，廠家也特別強(qiáng)調(diào)如出現(xiàn)上述軸瓦與軸肩相摩擦的現(xiàn)象，電氣方面的影響是微不足道的，應(yīng)著重考慮機(jī)械方面的原因。

圖3 電機(jī)磁中心示意圖

3.2 機(jī)械安裝方面

因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸徑與軸瓦間形成了一層0.03～0.05mm的油膜，整個(gè)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于懸浮在磁場(chǎng)中，很小的軸向力就可以讓轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，故我們把重點(diǎn)放在了機(jī)械安裝方面，極有可能是安裝不符合要求而使電機(jī)轉(zhuǎn)子向減速機(jī)方向產(chǎn)生了大幅度的竄動(dòng)。

原因之一可能是電機(jī)轉(zhuǎn)子軸水平度不符合要求，前低后高，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子在重力作用下向前方竄動(dòng)。用水平儀再測(cè)量，已無(wú)法讀數(shù)。隨后拆開(kāi)電機(jī)與減速機(jī)間的鼓形齡式聯(lián)軸器，檢測(cè)電機(jī)與減速機(jī)的軸頭，發(fā)現(xiàn)電機(jī)端的軸頭比減速機(jī)的軸頭低了1.5mm之多（見(jiàn)圖4），驗(yàn)證了前面的分析。出現(xiàn)這種情況可能是安裝時(shí)大意所致。

圖4 減速機(jī)與電機(jī)軸間的鼓形齒式聯(lián)軸器

其次，在拆鼓形齡式聯(lián)軸器時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)齡圈密封端蓋與外齡圈間有一圈“O”型密封圈，使內(nèi)齡圈與外齡圈間有很大的摩擦力，我們分析此摩擦力也可能引起運(yùn)行中電機(jī)主軸竄動(dòng)。

4 采取措施

（1）電氣因素。因電磁力使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的軸向竄動(dòng)是設(shè)備制作時(shí)產(chǎn)生的，屬于不可消除因素，重點(diǎn)是排除機(jī)械安裝方面的因素。

（2）軸瓦修復(fù)及就位。因電機(jī)后軸瓦的工作面未損傷，說(shuō)明軸瓦工作面與電機(jī)軸間的間顆符合技術(shù)要求，于是我們決定將軸瓦的側(cè)面修整后繼續(xù)使用，以減小損失。首先用刮刀將上下軸瓦側(cè)面已磨損的巴氏合金及梭部少量已與瓦體分離的巴氏合金碎塊全部刮除，再用角向磨光機(jī)仔細(xì)修整，用汽油清洗軸瓦及上下瓦座后裝入下瓦體，撤除千斤頂，此時(shí)測(cè)量下瓦體與右側(cè)軸肩的間顆a值為1.5mm，見(jiàn)圖2。在另外一處軸肩與電機(jī)殼體間也測(cè)量一間顆b值為38 mm，見(jiàn)圖5，電機(jī)運(yùn)行后根據(jù)b值的變化來(lái)幫助判斷間顆a值的大小。

圖5 b值測(cè)量處

（3）加入調(diào)整墊片。因二次灌漿已進(jìn)行，不可能再調(diào)整地腳螺栓，只好在電機(jī)與底板之間作調(diào)整了。先松開(kāi)電機(jī)與底座間的聯(lián)結(jié)螺栓，用電機(jī)前端的頂絲將電機(jī)頂起2～3mm，在電機(jī)前端的兩個(gè)聯(lián)結(jié)螺栓處（見(jiàn)圖6）分別墊上一個(gè)1.5mm厚的白鐵皮墊片。松掉頂絲，用百分表一邊測(cè)量一邊調(diào)整電機(jī)，使減速機(jī)與電機(jī)聯(lián)軸器徑向誤差達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，擰緊電機(jī)的聯(lián)結(jié)螺栓。再用200×200mm，精度0.01mm的框式水平儀測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)子的水平度，鼓形齡式聯(lián)軸器一側(cè)比輔傳一側(cè)高出0.03mm，達(dá)到安裝要求。

圖6 電機(jī)底座加墊片處

（4）除去“O”型密封圈。為徹底排除電機(jī)轉(zhuǎn)子向減速機(jī)方向竄動(dòng)的一切可能因素，我們還拆除了鼓形齡式聯(lián)軸器內(nèi)齡圈密封端蓋內(nèi)側(cè)的“O”型密封圈。

5 帶負(fù)荷運(yùn)行

組裝鼓形齡式聯(lián)軸器，清理現(xiàn)場(chǎng)工具及雜物，按規(guī)范開(kāi)機(jī)，此時(shí)磨內(nèi)已裝有30%的球及部分物料。待電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后再測(cè)量圖5中間顆b的值是40mm，這說(shuō)明電機(jī)主軸向輔傳方向移動(dòng)了2mm，意味著圖2中a的值達(dá)到3.5mm，也就是說(shuō)電機(jī)后軸瓦右側(cè)與軸肩不再相摩擦了。

經(jīng)過(guò)8個(gè)小時(shí)的試運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)軸瓦溫度最后穩(wěn)定在49℃，故障排除。隨后磨機(jī)內(nèi)又加球至50%，傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行正常。

6 結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，大型機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行較為復(fù)雜，且隨著工況的不同又會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。因此必須嚴(yán)把安裝關(guān)，規(guī)范設(shè)備安裝，使各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到安裝要求是保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的前提。