楊光(神華國華徐州發(fā)電有限公司,江蘇徐州 221166)

斗輪堆取料機回轉(zhuǎn)機構(gòu)故障分析及處理

楊光(神華國華徐州發(fā)電有限公司,江蘇徐州 221166)

本文介紹了神華國華徐州發(fā)電有限公司斗輪堆取料機在回轉(zhuǎn)機構(gòu)出現(xiàn)故障后的原因分析及處理,并著重介紹了對回轉(zhuǎn)軸承頂升檢查處理的全過程。

斗輪堆取料機 回轉(zhuǎn)軸承 故障分析 處理

1 概述

我公司積極落實國家“節(jié)能減排、上大壓小”產(chǎn)業(yè)政策,2008年開始關(guān)停并拆除6臺機組共99萬千瓦容量,在原址建設(shè)2臺100萬千瓦超超臨界機組,輸煤系統(tǒng)共配置2臺由長沙重型機器制造有限公司生產(chǎn)的DQ1500/2500．38型斗輪堆取料機。分布在燃料3個煤場,并聯(lián)布置。堆料出力Q=2500t/h,與翻車機卸車相匹配,和煤場膠帶機組成一個系統(tǒng),擔(dān)負(fù)著煤場存、取、配、供煤任務(wù)。取料出力Q=1500t/h,與廠內(nèi)上煤系統(tǒng)出力相匹配。其中2號斗輪式堆取料機于2011年6月開始安裝,同年10月投入運行。

斗輪堆取料機回轉(zhuǎn)機構(gòu)附于立柱之下和門座之上,由驅(qū)動裝置(電機、安全摩擦離合器、制動器、減速機)、開式傳動齒輪及回轉(zhuǎn)單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承軸承等構(gòu)成。該機構(gòu)擔(dān)負(fù)著臂架的回轉(zhuǎn)驅(qū)動,它與行走機構(gòu)、俯仰機構(gòu)配合,可使機器在料場中不同位置進行堆取料作業(yè)。

該設(shè)備安裝在回轉(zhuǎn)機構(gòu)上的軸承是由徐州羅特艾德回轉(zhuǎn)機構(gòu)有限公司生產(chǎn)的型號為HJW--3580F1 單排交叉滾柱外齒式軸承,該軸承由外齒圈、滾柱、上座圈、下座圈和防塵圈組成,由54只M36×300mm的螺栓連接,在上下座圈的結(jié)合面內(nèi)側(cè)均勻布置12個φ6mm的加油孔。（如圖1）。

2 故障分析

2013年7月至8月間,回轉(zhuǎn)機構(gòu)在運行中連續(xù)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象,回轉(zhuǎn)電流由正常運行的25A左右,最高升到63A左右,最嚴(yán)重的一次造成斗輪機回轉(zhuǎn)機構(gòu)不能夠轉(zhuǎn)動,無法運行。將φ20mm鋼絲繩栓在斗輪處用推煤機拉的方式使其回轉(zhuǎn),推煤機將鋼絲繩拉斷未能拉動,后用推煤機推的方式將回轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動后向回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)部加入柴油進行清洗后,加入潤滑油免強能夠運行,但回轉(zhuǎn)電流還是較大,并在運行中發(fā)出嘎嘎的響聲。從回轉(zhuǎn)機構(gòu)的組成對其故障產(chǎn)生的原因進行分析:(1)電動機的檢查。對2臺電動機進行測量、檢查,未發(fā)現(xiàn)問題,同時與聯(lián)軸器解開后單獨試轉(zhuǎn),未發(fā)現(xiàn)異常情況。(2)聯(lián)軸器的檢查。回轉(zhuǎn)機構(gòu)所采用的安全摩擦離合器經(jīng)檢查摩擦片有一定的摩損,但伋然能夠起到傳遞功率的作用,對系統(tǒng)沒有較大影響。(3)減速機的檢查。將傳動小齒輪與回轉(zhuǎn)大齒圈分離后,啟動回轉(zhuǎn)驅(qū)動,減速機運轉(zhuǎn)平穩(wěn),無任何異常發(fā)生。(4)齒輪嚙合的檢查。經(jīng)檢查回轉(zhuǎn)機構(gòu)兩齒輪付間嚙合良好,無任何異常情況。(5)確定回轉(zhuǎn)軸承存在問題。經(jīng)過分析,對回轉(zhuǎn)機構(gòu)出現(xiàn)問題的主要原因集中到回轉(zhuǎn)交叉滾子軸承上,而造成回轉(zhuǎn)軸承故障的主要原因一是軸承損壞,二是軸承缺油。①軸承損壞。該軸承主要由外齒圈、上下座圈、滾柱所組成,在其滾道上排列著140只尺寸為φ80×79mm的滾柱。自2011年10月投入運行以來運行平穩(wěn),未發(fā)現(xiàn)異常情況,只是在2013年7月后連續(xù)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象,經(jīng)過清洗、加油后仍能夠正常運行,但所用的時間不長,在8月份出現(xiàn)不能回轉(zhuǎn)后,疑是個別滾柱出現(xiàn)問題,造成卡死現(xiàn)象。②軸承缺油:該軸承的潤滑方式是由安裝在回轉(zhuǎn)平臺上的自動加油泵通過加油管及設(shè)置在上下座圈結(jié)合面內(nèi)側(cè)園周上的12個φ6mm的加油孔向軸承供油。當(dāng)斗輪機運行時,油泵會自動開啟不間斷的向軸承注入潤滑脂。自設(shè)備投入運行以來,維護人員只要發(fā)現(xiàn)油泵內(nèi)潤滑油較少時,都會向油泵內(nèi)添加規(guī)定的潤滑脂。因此,從原理上該軸承缺油的可能性較小,且在回轉(zhuǎn)軸承的上方安裝有防止煤粉進入軸承內(nèi)的防塵罩。但是2013年7月回轉(zhuǎn)機構(gòu)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象后,在軸承上方將防護罩割開向軸承內(nèi)注入柴油進行清洗,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有煤塵,加入機械油后軸承能夠轉(zhuǎn)動;在8月份出現(xiàn)不能夠回轉(zhuǎn)后,將防塵罩多處割開后進行清洗,情況有一定的好轉(zhuǎn),懷疑軸承內(nèi)嚴(yán)重缺油的可能性較大。

綜上所述,為徹底消除回轉(zhuǎn)機構(gòu)的卡澀現(xiàn)象,確保設(shè)備能夠正常運行,必須對回轉(zhuǎn)機構(gòu)軸承進行解體檢查。

圖1

3 回轉(zhuǎn)軸承的頂升檢查

DQ1500/2500．38型斗輪堆取料機從整體結(jié)構(gòu)上可分為上部回轉(zhuǎn)機構(gòu)、下部固定平臺和尾車部分;固定平臺與行走機構(gòu)組成一體,起到支撐整個回轉(zhuǎn)機構(gòu)的作用;尾車部分與回轉(zhuǎn)機構(gòu)無鋼結(jié)構(gòu)相聯(lián);回轉(zhuǎn)交叉滾子軸承通過聯(lián)接螺栓固定在回轉(zhuǎn)平臺與固定平臺之間,整個回轉(zhuǎn)機構(gòu)上部結(jié)構(gòu)及設(shè)備總重約320噸,其大部份結(jié)構(gòu)采用焊接及高強螺栓聯(lián)接。根據(jù)多年來對斗輪機回轉(zhuǎn)機構(gòu)進行檢修的工作經(jīng)驗,采用對回轉(zhuǎn)機構(gòu)整體頂升的方法進行回轉(zhuǎn)軸承解體檢修、檢查,是最理想的方案。（如圖2）。

3.1 頂升準(zhǔn)備

圖2

3.1.1 確定頂升支撐位置

根據(jù)斗輪機整體平衡報告,當(dāng)斗輪機懸臂水平放置時,整個回轉(zhuǎn)機構(gòu)的重心偏于后臂架一側(cè),距回轉(zhuǎn)軸承中心110mm,回轉(zhuǎn)軸承承受正壓力,當(dāng)拆除軸承上的聯(lián)接螺栓后,在無外力的作用下,整機不會傾斜。由于回轉(zhuǎn)機構(gòu)的整體重量約為320噸,選用4臺200噸液壓千斤頂作為頂升設(shè)備,為防止軸承螺栓拆除后可能造成向后傾的情況,工作開始前將斗輪機懸臂按-2°放置,且保持其油缸的壓力。根據(jù)斗輪機結(jié)構(gòu)當(dāng)懸臂中心重直于行走軌道中心時,才能夠利用固定平臺箱型框架對回轉(zhuǎn)平臺兩側(cè)金屬結(jié)構(gòu)框架進行頂升,故確定4臺千斤頂?shù)木嚯x為行走軌道方向3220mm,懸臂方向6635mm,在此點的結(jié)構(gòu)上根據(jù)回轉(zhuǎn)與固定平臺間的距離,制作、安裝千斤頂上、下支座,以確保工作完成后,原有鋼結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生變型。

3.1.2 懸臂支撐準(zhǔn)備

由于在頂升過程中,回轉(zhuǎn)平臺以上部分重心傾向懸臂一側(cè),必須做架子進行支撐。為了利用現(xiàn)場資源,減少費用,利用煤場作為支架支撐。將斗輪機停在預(yù)定位置,回轉(zhuǎn)懸臂使其中心與行走軌道中心垂直,確定斗輪位置。提前半個月將煤堆高度至懸臂水平高度以上2米左右,經(jīng)過日曬、雨淋、壓實,確保最后高度稍低于懸臂水平位置。

3.1.3 技術(shù)文件、工器具準(zhǔn)備

(1)在工作開始前應(yīng)真對所要進行檢修的設(shè)備制定有效的措施(如檢修作業(yè)文件包、組織措施等),并進行危險點分析。(2)所用的設(shè)備、工具器材必須安全可靠,起重用器具必須在有效檢驗期內(nèi)。

3.1.4 風(fēng)險預(yù)控措施

此項工作為高風(fēng)險作業(yè),為控制頂升過程中可能產(chǎn)生的風(fēng)險,在現(xiàn)場采取了以下控制措施:(1)在工作開始前應(yīng)真對所要進行檢修的設(shè)備制定有效的措施,并進行風(fēng)險分析,在工作中應(yīng)對更換方案、實施步驟、各道工序逐項進行檢查,做到心中有數(shù),確保萬無一失。(2)做好頂升過程中的事故預(yù)想,并組織2次現(xiàn)場演習(xí),確保一旦發(fā)生危險要有序撤離現(xiàn)場。(3)為防止斗輪機工作中產(chǎn)生移動,將設(shè)備停在預(yù)定位置后,用木楔從兩個方向?qū)Ⅱ?qū)動臺車剎牢,以防滑動。(4)回轉(zhuǎn)軸承與回轉(zhuǎn)平臺間采用54只M36mm螺栓相聯(lián)接,螺孔直徑為φ39mm,為防止頂升、降落過程中產(chǎn)生水平位移,采用φ273×25mm,φ208×17mm的合金鋼管制作4只活塞套筒,作為定位銷配合千斤頂起落,使回轉(zhuǎn)機構(gòu)在頂升過程中只能上下移動,不能水平移動。(5)為防止在頂升過程中千斤頂突然失控使回轉(zhuǎn)機構(gòu)產(chǎn)生傾斜,同時確保施工人員的人身安全,在活塞套筒結(jié)合面間根據(jù)頂升高度,隨時增、減墊片,考慮到每個墊片的重量采用10mm的鋼板進行制作,其數(shù)量可根據(jù)頂升高度確定。

3.2 軸承的頂升

所有準(zhǔn)備工作完成后,將開始進行回轉(zhuǎn)軸承的頂升工作,具體步驟如下:(1)將斗輪機停在預(yù)定位置,回轉(zhuǎn)懸臂使其中心與行走軌道中心垂直,用木楔從兩個方向?qū)Ⅱ?qū)動臺車剎牢,在斗輪處的煤堆上墊上相應(yīng)數(shù)量的道木,使斗輪懸臂放在上面后向下傾斜2°。按要求完成該項工作后,辦理工作票,執(zhí)行安全工作程序。(2)拆除回轉(zhuǎn)軸承防塵罩,拆除尾車頭部落煤筒影響頂升部分,拆除回轉(zhuǎn)限位開關(guān)及支架,拆除回轉(zhuǎn)小齒輪。(3)測量、安裝導(dǎo)向活塞及千斤頂上下支座,導(dǎo)向活塞要求滿焊,其焊縫高度不是小于16mm,千斤頂支座可根據(jù)實際情況采用不同的焊接方式,安裝工作完成后,將4只千斤頂分別安裝四個支點上,將制作好的墊片運至現(xiàn)場導(dǎo)向活塞邊上。(4)在回轉(zhuǎn)平臺上垂直范圍內(nèi)吊2根鉛垂線,并做明顯記號,以觀察上升時水平度。在4臺千斤頂座上分別固定一節(jié)短尺,以便頂升過程中隨時量算尺寸。(5)在軸承下座圈與固定平臺間安裝3只10噸千斤頂,并略微受力,防止軸承上下座圈固定螺釘拆除后,下座圈脫落。(6)在軸承上座圈與回轉(zhuǎn)平臺座內(nèi)部園周上均布焊接8付吊板,并用M30的螺栓將其固定, 使上座圈在頂升過程中 隨回轉(zhuǎn)平臺一同上升。(7)分組拆卸軸承內(nèi)圈與斗輪機回轉(zhuǎn)上座圈連接54只M36螺栓,拆除軸承上下座圈緊固螺釘。(8)均勻頂升4臺200T千斤頂,各頂升1mm后,停止頂升,靜置5分鐘,檢查4臺千斤頂有無泄壓明顯、滲漏油等現(xiàn)象,檢查上下底座有無變形、焊縫開焊等現(xiàn)象。(9)頂升4臺200T千斤頂:上升高度為5mm,停止頂升,靜置5分鐘。檢查4臺千斤頂有無泄壓明顯、滲漏油等現(xiàn)象,檢查上下底座有無變形、焊縫開焊等現(xiàn)象。(10)繼續(xù)頂升:每次上升高度為10mm,在4只導(dǎo)向套管結(jié)合面處各插入10mm的墊板一塊。起升至所需的高度時,停止頂升,確認(rèn)此高度是否具備軸承滾柱檢修工作需要,若具備,千斤頂保持緊頂狀態(tài),再次檢查4臺千斤頂有無泄壓明顯、滲漏油等現(xiàn)象,檢查上下底座有無變形、焊縫開焊等現(xiàn)象。

3.3 存在的問題、原因分析及處理

3.3.1 存在的問題

回轉(zhuǎn)軸承解體后發(fā)現(xiàn),軸承上下座圈軌道完好,無磨損情況發(fā)生,140只滾子不同程度存在銹蝕現(xiàn)象,且有6只滾子產(chǎn)生少量直線磨損;軸承內(nèi)缺油嚴(yán)重,大部份軌道內(nèi)存在煤粉,且加油孔堵塞。

3.3.2 產(chǎn)生故障的原因分析

(1)回轉(zhuǎn)軸承在安裝時未進行解體加油,只是利用自動加油泵在設(shè)備運行中進行加油,油量較少。(2)軸承生產(chǎn)廠商為了調(diào)整軸承滾柱與軌道間的間隙,在軸承上下座圈的結(jié)合面上增墊了0．5mm的墊片,將原本φ6mm的加油孔從中間隔離,使?jié)櫥筒荒軌蝽樌M入軸承內(nèi)。(3)自動加油泵除供給回轉(zhuǎn)軸承潤滑油外,還向回轉(zhuǎn)減速機下部軸承供油,由于向回轉(zhuǎn)減速機供油的管道短, 且油路 暢通,而向軸承供油的管道長,同時被墊片堵塞,造成潤滑油未能夠加到軸承內(nèi),至使軸承長期于無油狀態(tài)下運行。

3.3.3 問題處理

(1)對全部滾柱、上下座圈滾道進行清洗,清理銹蝕,并測量滾柱磨損情況,做好記錄。

(2)將結(jié)合面處的墊片在加油孔處剪開,并疏通供油管道,并檢查軸承密封情況。

3.4 軸承的回裝

(1)檢查、修理軸承后,按拆除時的順序安裝滾柱,安裝后在軸承內(nèi)加入適量潤滑脂。(2)軸承加油后,按頂升時的要求人員到位,并在軸承內(nèi)部安排1人觀察其下降情況,同時進行螺栓對位工作。(3)取出活塞套筒兩結(jié)合面處的全部墊片;現(xiàn)場統(tǒng)一指揮,開始下降:每次下降高度為10mm,當(dāng)下降至最后15mm時,應(yīng)檢查上座圈與下座圈之間的間隙是否一致,發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整,軸承就位后．安裝、緊固軸承上下座圈螺釘。(4)安裝軸承內(nèi)圈與斗輪機回轉(zhuǎn)上座圈連接54只M36螺栓,并按照對稱順序?qū)⑵渚o固。(5)拆除此次頂升工作所安裝的所有部件,安裝、恢復(fù)所拆除的斗輪機所有護罩、落煤筒、限位開關(guān)及支座等,全部工作完成后即或送電試車。

4 結(jié)語

斗輪堆取料機回轉(zhuǎn)機構(gòu)交叉滾子軸承無論是更換,還是解體檢修,采用頂升法都是一種安全、可靠、工期短、費用低的方法。但在整個工作過程中應(yīng)注意以下幾點:(1)全過程要統(tǒng)一指揮,且工作人員服從指揮。(2)工作中各工作點要有專人監(jiān)護。(3)檢修前、過程中的技術(shù)數(shù)據(jù)必須認(rèn)真測量記錄。

經(jīng)過近3個月的運行,斗輪機回轉(zhuǎn)機構(gòu)運轉(zhuǎn)平穩(wěn),大小齒輪嚙合良好,各項運行數(shù)據(jù)穩(wěn)定,達到額定出力。至此,回轉(zhuǎn)機構(gòu)故障缺陷徹底消除。