孫 健

(中國石油化工股份有限公司天津分公司，天津 300271)

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滌綸短絲緊張熱定型機(jī)輥軸裝配技術(shù)及維護(hù)保養(yǎng)

孫 健

(中國石油化工股份有限公司天津分公司，天津 300271)

介紹了滌綸短絲緊張熱定型機(jī)輥軸和軸上附件及其裝配技術(shù)和方法；針對(duì)緊張熱定型機(jī)前軸承內(nèi)圈開裂故障原因進(jìn)行了實(shí)例分析，確定了滾動(dòng)軸承游隙有效值的計(jì)算方法，軸承游隙值的測(cè)定需將軸承內(nèi)外圈溫度差納入測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)中；提出了緊張熱定型機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的日常維護(hù)和保養(yǎng)措施；適當(dāng)增大前軸承的軸承游隙值為0.40～0.43 mm，軸承故障率降低，確保緊張熱定型機(jī)長周期、滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維 緊張熱定型機(jī) 軸承游隙 輥軸 裝配 維護(hù)保養(yǎng)

天津石化200 kt/a聚酯短絲裝置自2000年開車以來，后加工裝置中的2臺(tái)緊張熱定型機(jī)發(fā)生多起齒輪軸前軸承內(nèi)圈開裂故障，經(jīng)歷過數(shù)次大修。由于緊張齒輪軸裝配精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在檢修過程中所涉及到的技術(shù)要點(diǎn)很多，為保證裝配精度及檢修質(zhì)量，在經(jīng)歷多次檢修后相關(guān)人員總結(jié)了一套關(guān)于拆卸、裝配緊張齒輪軸的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)緊張熱定型機(jī)前軸承內(nèi)圈開裂的故障原因進(jìn)行實(shí)例分析，通過輥軸拆卸、裝配技術(shù)及前軸承游隙確定方法來確保齒輪軸上機(jī)后滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，避免因檢修技術(shù)問題造成的突發(fā)設(shè)備故障。

1 緊張熱定型機(jī)簡介

緊張熱定型機(jī)是Neumag公司制造的滌綸短纖維后加工生產(chǎn)裝置中完成第三次拉伸和加熱定型工序的重要設(shè)備，其主要作用是與第二拉伸機(jī)共同完成對(duì)絲束的第三次拉伸，并對(duì)絲束進(jìn)行干燥和緊張熱定型。

整臺(tái)設(shè)備由19個(gè)輥軸組成，分為4個(gè)工作區(qū)，每個(gè)工作區(qū)分別由5/6/4/4個(gè)輥軸組成。各輥軸內(nèi)通入中壓蒸汽，其中Ⅰ，Ⅱ區(qū)通入1.6 MPa蒸汽，Ⅲ，Ⅳ區(qū)通入2.2 MPa蒸汽，以滿足絲束的干燥和熱定型。4個(gè)工作區(qū)域各有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)、齒輪箱以及蒸汽加熱系統(tǒng)，同時(shí)共享潤滑油站。每個(gè)工作區(qū)域分別通過由變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪箱內(nèi)齒輪傳動(dòng)到每個(gè)輥筒，齒輪箱由專門的潤滑油循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行潤滑，潤滑方式采用油嘴噴淋強(qiáng)制潤滑。齒輪箱包含齒輪軸、過橋齒輪軸、驅(qū)動(dòng)齒輪軸、傳動(dòng)齒輪、軸承以及潤滑油管線等[1]。

2 緊張熱定型機(jī)輥軸及附件簡介

輥軸即輥筒與齒輪軸的組合，輥筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，輥筒壁由厚變薄，以保證輥筒表面溫度均勻，輥筒內(nèi)部焊有浮板，浮板上連接有固定法蘭套、石墨套、虹吸管、回水管等組件。輥筒內(nèi)部的中壓蒸汽冷凝水通過上述部件完成虹吸原理，最終由回水管排出。齒輪軸上附件較多(如圖1所示)，配合精度也較高，實(shí)際裝配過程中需要預(yù)制專用工裝進(jìn)行拆卸和裝配。

圖1 緊張熱定型機(jī)輥軸裝配示意

3 輥軸拆卸方法

當(dāng)輥軸及輥軸零附件出現(xiàn)故障(如齒輪軸斷裂、軸承內(nèi)、外圈開裂，點(diǎn)蝕，退卸套磨損，齒輪掉齒等)，需要拆卸輥軸。拆卸輥軸步驟為：(1)關(guān)閉蒸汽，打開齒輪箱上蓋、側(cè)蓋降溫，同時(shí)用濾油機(jī)抽凈齒輪箱內(nèi)的潤滑油；(2)拆卸輥軸進(jìn)汽頭組件、后蓋、后迷宮以及后擋油牌等組件，打開輥筒前蓋，排凈輥筒內(nèi)的冷凝積水；(3)拆卸輥筒護(hù)罩；(4)脫開前迷宮與齒輪箱的連接螺栓；(5)脫開齒輪與齒輪套的連接螺栓，同時(shí)固定懸掛(定位銷)；(6)通過軸后端油孔，利用液壓頂向后軸承油線內(nèi)注油，緩慢加壓；(7)固定懸掛，放置好拆卸的后軸承，以便快速回裝；(8)使用膠皮和手拉葫蘆將輥筒與10 t的叉車叉子綁定；(9)輥筒一端使用叉車向外拔輥軸，同時(shí)使用液壓頂在進(jìn)汽頭一端向外頂，前后配合，注意觀察前軸承座、齒輪孔以及后軸承的同心，直至輥軸被拔出。

4 軸上附件裝配技術(shù)與方法

軸上附件裝配是指在裸軸的情況下，在軸上由里向外裝配附件，按照以下步驟操作：(1)裝配輥筒，在裝配輥筒之前，應(yīng)保證輥筒上已配有套管，將輥軸與輥筒30條雙頭螺栓緊固到位；(2)安裝前迷宮，需要注意的是，前迷宮凹槽處必須添加盤根，以保證良好的密封性能，并保證前迷宮安裝在輥軸的根部，通軸過程，注意防止發(fā)生相對(duì)磨損；(3)安裝前擋油盤，保證擋油盤密封處已添加密封，并進(jìn)行通軸安裝，待擋油盤外坡口與前迷宮坡口吻合時(shí)，證明前擋油盤安裝到位；(4)依次裝入前軸承和退卸套，同時(shí)，使用塞尺，大致測(cè)量前軸承的游隙；(5)裝配大隔環(huán)，對(duì)大隔環(huán)內(nèi)孔稍微加熱的情況下，進(jìn)入輥軸；(6)測(cè)定游隙值標(biāo)準(zhǔn)，使用專用液壓工具頂大隔環(huán)，同時(shí)退卸套向軸承內(nèi)孔進(jìn)，在打壓的同時(shí)，精準(zhǔn)測(cè)量退卸套外露部分尺寸和軸承的游隙值，一般以軸承的游隙值為標(biāo)準(zhǔn)；(7)在這兩個(gè)值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，保持當(dāng)時(shí)液壓工具的壓力，對(duì)退卸套保壓2 h以上，防止退卸套退出；(8)在軸上鍵槽內(nèi)裝鍵；(9)裝配齒輪套和小隔環(huán)，齒輪套必須要熱裝，避免因鍵與鍵槽、鍵與齒輪套端面受力不均而造成的鍵磨損，使配合精度大幅降低，上機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，會(huì)出現(xiàn)齒輪軸振動(dòng)異常等狀況；(10)安裝鎖母，對(duì)鎖母絲扣進(jìn)行清理和打磨，防止金屬屑堵塞導(dǎo)致的配合精度降低；(11)輥軸裝配完畢，準(zhǔn)備回裝箱體。

5 輥軸前軸承游隙有效值的確定及計(jì)算方法

緊張熱定型機(jī)齒輪軸突發(fā)故障主要由前軸承內(nèi)圈開裂導(dǎo)致，軸承游隙是其關(guān)鍵。發(fā)生內(nèi)圈開裂軸承的游隙值為0.30～0.33 mm,為安裝游隙，根據(jù)NSK公司提出的經(jīng)驗(yàn)公式：

μ≈2α?tDe

(1)

式中：μ為游隙減少量；?t為軸承內(nèi)、外圈溫度差；α為軸承鋼的線膨脹系數(shù)；De為外圈滾道直徑。

以前所使用的游隙標(biāo)準(zhǔn)并未考慮到軸承內(nèi)、外圈溫度差，不是工作有效游隙。由于緊張熱定型機(jī)輥軸內(nèi)部通入2.2 MPa蒸汽，使輥筒表面溫度達(dá)到200 ℃以上，所以，軸承內(nèi)圈溫度在180 ℃以上，前軸承外圈由噴油嘴進(jìn)行強(qiáng)制潤滑，潤滑油溫度70 ℃，軸承外圈溫度為100 ℃左右，可得出?t為80℃，當(dāng)運(yùn)行工況允許時(shí)，可用測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)量， α為固定值12.5×10-6(1/℃)，De值根據(jù)軸承型號(hào)用軸承手冊(cè)中查出，其值為100 mm，將上述數(shù)據(jù)代入公式(1)得出：

μ≈12.5×10-6×80×100≈0.1 mm

(2)

有效游隙值為標(biāo)準(zhǔn)游隙值與μ之和，標(biāo)準(zhǔn)游隙值為0.30～0.33 mm，由此可得出有效游隙值為0.40～0.43 mm。由此對(duì)緊張熱定型機(jī)前軸承游隙值進(jìn)行擴(kuò)大調(diào)整，調(diào)整后各齒輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)良好。

6 緊張熱定型機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)日常維護(hù)和保養(yǎng)

日常生產(chǎn)中，要做好緊張熱定型機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的保養(yǎng)和維護(hù)，以避免發(fā)生輥軸斷裂、軸承開裂等突發(fā)設(shè)備故障?？蓮囊韵聨追矫孢M(jìn)行:(1)巡回檢查，包括測(cè)量4個(gè)區(qū)域的減速機(jī)振動(dòng)值和溫度值，要求振動(dòng)值不超過3.5 mm/s，溫度值不超過80 ℃，檢查齒輪箱及4臺(tái)減速機(jī)潤滑油油位情況，要求液位在最低刻度值以上；(2)潤滑管理，保證齒輪箱體內(nèi)各噴油嘴出油均勻暢通且噴油位置必須在齒輪嚙合處、軸承滾子上，潤滑油循環(huán)溫度必須控制在80℃以下，以保證潤滑油的各項(xiàng)性能指標(biāo)；定期清理潤滑油換熱器及過濾器，保證清潔和暢通[2]；(3)軸承游隙值測(cè)定一定要準(zhǔn)確，要根據(jù)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)工況進(jìn)行計(jì)算，要將軸承內(nèi)、外圈溫度差納入測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)中，合適的運(yùn)轉(zhuǎn)游隙可以延長軸承使用壽命，減少突發(fā)故障；(4)定期檢查，利用停車機(jī)會(huì)打開齒輪箱上蓋進(jìn)行目視檢查，打開箱體上蓋后可以直觀看出各齒輪、軸承、軸的使用狀況，特別是軸承圈開裂、點(diǎn)蝕、齒輪磨損等情況可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，以便日后計(jì)劃檢修。

7 結(jié)語

a. 了解緊張熱定型機(jī)輥軸及附件的結(jié)構(gòu)，熟知裝配順序及技巧，正確找出設(shè)備發(fā)生故障原因。

b. 確定并控制輥軸前軸承游隙的有效游隙值，合適的游隙有效值可以延長軸承使用壽命，減少故障。

c. 加強(qiáng)緊張熱定型機(jī)各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的維護(hù)和保養(yǎng)，通過系列管理措施全面提高緊張熱定型機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率，保證設(shè)備長周期，滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

[1] 馬向前，緊張熱定型機(jī)輥筒結(jié)構(gòu)及應(yīng)用分析[J].紡織器材,2004,41(4):9-11.

Ma Xiangqian. The structure and application analysis of the tension hot setting roller[J]. Text Access, 2014,41(4):9-11.

[2] 何利.天津石化公司短絲裝置緊張熱定型機(jī)故障分析、處理與防止[J].化學(xué)工業(yè)，2010,28(8):35-37.

He Li.Fault analysis,settle and prevention of short fiber plant in Tianjin Petrochemical Company[J].Chem Ind,2010,28(8):35-37.

?國內(nèi)外動(dòng)態(tài)?

高強(qiáng)高模碳纖維技術(shù)獲得新進(jìn)展

寧波材料所特種纖維事業(yè)部在高強(qiáng)高模碳纖維國產(chǎn)化制備技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破，制備得到的高性能碳纖維拉伸強(qiáng)度為4.86 GPa、拉伸模量為541 GPa，在模量達(dá)到國外同類產(chǎn)品性能(540 GPa)的同時(shí)，拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)優(yōu)于國外產(chǎn)品，從而打破了國外在該領(lǐng)域的壟斷并填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白。

高強(qiáng)高模碳纖維又稱為石墨纖維，與傳統(tǒng)高強(qiáng)碳纖維相比，其含碳量高達(dá)99%以上，且具有更高的模量。此外，還具有熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)電性高、熱穩(wěn)定性好、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在宇宙飛行器及航空航天等領(lǐng)域作為關(guān)鍵材料得到應(yīng)用。一直以來，高強(qiáng)高模碳纖維的核心制備技術(shù)被國外少數(shù)幾家公司壟斷。

寧波材料所特種纖維事業(yè)部研制的國產(chǎn)M55J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維雖然在主體性能上達(dá)到甚至超過了國外同類產(chǎn)品，但目前仍需要解決M55J級(jí)國產(chǎn)碳纖維的穩(wěn)定化生產(chǎn)及復(fù)合材料加工時(shí)纖維與基體匹配性等問題。

(通訊員 鄭寧來)

日本2016年3月份化纖生產(chǎn)與庫存概況(速報(bào))

日本化纖協(xié)會(huì)2016年4月25日《新聞稿》，發(fā)表了日本2016年3月份的化學(xué)纖維生產(chǎn)與庫存概況(速報(bào))。生產(chǎn)動(dòng)向：化學(xué)纖維生產(chǎn)量為80.615 kt，比2015年同月下降2.4%。其中，合成纖維生產(chǎn)量為66.347 kt，比2015年同月下降1.8%。從主要品種看，錦綸長絲比2015年同月下降1.9%，為7.578 kt；腈綸短纖維比2015年同月增長1.8%，為11.798 kt；滌綸長絲比2015年同月下降10.0%，為9.962 kt；滌綸短纖維比2015年同月下降9.7%，為10.757 kt。

庫存動(dòng)向：化學(xué)纖維庫存為88.714 kt，比2月份下降4.0%，比2015年同月下降1.9%。其中，合成纖維庫存為73.264 kt，比2月份下降4.8%，比2015年同月增長2.0%。

從主要品種看，錦綸長絲為10.996 kt，比2月份下降1.2%；腈綸短纖維8.875 kt，比2月份下降17.7%；滌綸長絲為10.671 kt，比2月份下降9.0%；滌綸短纖維為19.653 kt，比2月份下降2.1%。

(通訊員 王德誠)

Assembly technique and maintenance of roll shafts of tension-setting machine for polyester staple fiber

Sun Jian

(SINOPECTianjinPetrochemicalCompany,Tianjin300270)

The roll shafts and accessories of tension-setting machine for polyester staple fiber were introduced, as were the disassembly and assembly techniques. The reasons for the inner ring cracking of front bearing were analyzed for tension-setting machine based on the practical application. The calculation method of the effective value of rolling bearing clearance was described. The temperature difference between inner and outer rings of the bearing should be taken into consideration during the bearing clearance determination. The daily maintenance plan was proposed for the transmission mechanism of tension-setting machine; and the clearane of front bearings should be properly increased to 0.40-0.43 mm to decrease the failure rate and to ensure the long-term full-load operation of tension-setting machine.

polyethylene terephthalate fiber; tension-setting machine; bearing clearance; roll shaft; assembly; maintenance

2015- 11-11； 修改稿收到日期：2016- 03-31。

孫健(1988—)，男，助理工程師，從事化纖設(shè)備管理工作。E-mail：sunjiangzz5210@163.com。

TQ340.5

B

1001- 0041(2016)03- 0056- 03