何湘岳

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

鐵熔煉車間一、二系統(tǒng)共有18臺(tái)大型回轉(zhuǎn)冶煉設(shè)備，作為全廠的關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行的正常與否不僅直接影響到生產(chǎn)，更是牽涉到安全、環(huán)保問題。陽極爐本體作為其中的核心設(shè)備之一，近年來一、二系統(tǒng)陽極爐相繼出現(xiàn)托輪托圈“啃噬”、托輪組異音等故障現(xiàn)象，給生產(chǎn)帶來了安全隱患。因此，本次選擇以4#陽極爐托輪托圈啃噬為攻關(guān)對(duì)象，一是針對(duì)故障現(xiàn)象，找到原因排除隱患，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，二是為今后其他大型回轉(zhuǎn)冶煉設(shè)備積累檢修經(jīng)驗(yàn)并編制可視化維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［1］。

圖1 陽極爐現(xiàn)場實(shí)物圖

2 現(xiàn)狀調(diào)查

4#陽極爐托輪托圈現(xiàn)場磨損狀況:負(fù)荷側(cè)大托圈與托輪臺(tái)階出現(xiàn)不同程度的軸向啃噬，托圈局部磨成月牙形，托圈東側(cè)端面最大磨損量13mm，西北角托輪東面臺(tái)階磨損量7mm,西面臺(tái)階磨損量2mm。

圖2 托輪托圈啃噬圖

3 原因分析

（1）查找4#陽極爐爐體原始設(shè)計(jì)安裝技術(shù)圖紙，整理出爐體機(jī)械設(shè)計(jì)安裝尺寸、零部件尺寸及配合尺寸等關(guān)鍵設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：小齒輪與大齒圈側(cè)隙0.9～2.1mm；托輪南北向中心距3648mm；托輪東西向中心距9292mm；負(fù)荷側(cè)托輪與托圈軸向間隙15mm［2］。

（2）配合專業(yè)檢測(cè)人員用激光跟蹤儀采集4#陽極爐托圈、托輪、大齒圈、小齒輪外徑上的點(diǎn)，通過三維測(cè)量軟件擬合出相應(yīng)的外圓、軸線，通過數(shù)據(jù)采集分析筒體水平狀況及托輪托圈、大齒圈、小齒輪間的相互位置關(guān)系［3］。

圖3 用激光跟蹤儀現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)

托圈托輪部分檢測(cè)數(shù)據(jù)：東側(cè)托圈直徑Φ5599.82mm、西側(cè)托圈直徑Φ5601.92mm；東側(cè)托輪外徑Φ719.68mm～Φ719.96mm；西側(cè)托輪外徑Φ718.50mm～719.98mm；大齒圈齒頂圓直徑Φ5710.82mm；小齒輪齒頂圓直徑Φ626.96mm；大齒圈小齒輪中心距Φ3116.28mm；西側(cè)輪帶中心較東側(cè)輪帶中心高2.32mm；托圈端面相對(duì)筒體軸線垂直面的數(shù)據(jù)：負(fù)荷側(cè)托圈端面數(shù)據(jù)最大與最小相差 27.92mm［4］。

（3）根據(jù)以上檢測(cè)分析得出直接原因：

①托圈托輪本身基本無變形；徑向方向無明顯磨損。

②筒體兩端不水平，西側(cè)托圈中心較東側(cè)托圈中心高2.32mm。

③東西側(cè)托圈雖然相互間近似平行，但與陽極爐筒體之間存在夾角，即托圈端面與陽極爐軸線不垂直。

④負(fù)荷側(cè)托圈端面相對(duì)筒體軸線垂直面的最大差值為27.92mm。

⑤由于負(fù)荷側(cè)為定位托輪，有輪緣，將會(huì)限制托圈的偏擺，使?fàn)t體產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。綜上分析：負(fù)荷側(cè)托圈端面與筒體軸線不垂直及筒體兩端不水平是導(dǎo)致托輪托圈“啃噬”的直接原因。

圖4 筒體局部鼓包變形圖

（4）現(xiàn)場進(jìn)一步檢測(cè)及分析得出主要原因：

什么原因會(huì)造成負(fù)荷側(cè)托圈端面與筒體軸線不垂直，托圈端面相對(duì)筒體軸線垂直面的最大差值接近28mm？寶武技術(shù)人員給說的答案是外徑為5600mm托圈在筒體初始安裝時(shí)所產(chǎn)生的誤差，通過調(diào)查及現(xiàn)場進(jìn)一步實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，推翻了技術(shù)人員的說法，并最終找到原因，通過進(jìn)一步現(xiàn)場檢測(cè)：

①筒體托圈兩側(cè)軸向定位擋塊無松動(dòng)變形及異常磨損現(xiàn)象；

②筒體托圈徑向墊塊無松動(dòng)變形及異常磨損現(xiàn)象；

③負(fù)荷側(cè)托圈內(nèi)側(cè)端面離筒體端面距離500mm，徑向一周都相等；

④筒體在距離負(fù)荷側(cè)托輪2m處局部鼓包變形；

⑤負(fù)荷側(cè)筒體端蓋局部張開，最大張口30mm；

⑥小齒輪與大齒圈側(cè)隙0.8～2.3mm，頂隙5～12mm；通過以上現(xiàn)場檢測(cè)及分析，確認(rèn)負(fù)荷側(cè)托圈端面與筒體軸線不垂直的原因是由于筒體本身變形引起，最終確認(rèn)筒體因爐轉(zhuǎn)燒損導(dǎo)致筒體鼓包變形［5］。

4 采取措施

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，將筒體自由端用3個(gè)100t螺旋千斤頂頂起，對(duì)自由端托輪組進(jìn)行打表調(diào)整，將筒體調(diào)整為水平。

圖5 自由端托輪組調(diào)整圖

配合專業(yè)技術(shù)員用全站儀對(duì)調(diào)整后的筒體水平進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)負(fù)荷側(cè)托圈磨損區(qū)域端面數(shù)據(jù)進(jìn)行針對(duì)性重點(diǎn)檢測(cè)，檢測(cè)出磨損區(qū)域端面相對(duì)筒體軸線垂直面的最大差值與激光跟蹤儀檢測(cè)值相符。

檢測(cè)結(jié)果及圖示如下：

（1）定位端托輥基座內(nèi)側(cè)面測(cè)量數(shù)據(jù)。

測(cè)量部位 點(diǎn)方向 點(diǎn)編號(hào) X Y Z定位端托輥基座內(nèi)側(cè)面南 1 639.22 -560.93 -1593.24北 2 640.12 4201.49 -1592.14軸向最大差 0.90

（2）自由端托輥基座內(nèi)側(cè)面測(cè)量數(shù)據(jù)。

測(cè)量部位 點(diǎn)方向 點(diǎn)編號(hào) X Y Z南 1 8500.06-561.21 -1594.84北 2 8499.03-4195.68-1594.22軸向最大差 1.03自由端托輥基座內(nèi)側(cè)面

（3）齒圈端面測(cè)量數(shù)據(jù)。

測(cè)量部位 點(diǎn)方向 點(diǎn)編號(hào) X Y Z南 1 -355.68 391.82 1990.11 2 -351.08 131.22 2725.08 3 -358.93 20.44 57.01 4 -348.55 -63.33 3081.62 5 -357.86-159.77 -249.85 6 -339.19-2548.17-1319.21 7 -329.41-3764.22 -974.52北 8 -328.31-4694.93 -129.91軸向最大差 30.62齒圈端面images/BZ_100_544_2947_563_2972.png

（4）定位端輪帶端面測(cè)量數(shù)據(jù)。

測(cè)量部位 點(diǎn)方向 點(diǎn)編號(hào) X Y Z南 1 7 1.5 3 4 0 9.2 2 1 5 7 7.8 0 2 7 5.3 9 3 4 6.0 9 2 0 1 6.7 8 3 6 9.5 6 1 3 9.6 5 2 9 8.6 4 4 7 0.7 1 -1 2 0.7 4 -1 4 4.3 4 5 7 2.7 5 -4 1 7.3 1 -4 9 1.1 8 6 7 6.6 9 -8 5 0.8 9 -8 1 5.8 4 7 8 3.5 8 -1 6 4 3.6 4-1 1 7 4.5 9 8 9 4.2 6 -2 4 3 0.4 3-1 2 3 0.2 6 9 9 7.4 5 -3 2 3 9.6 1-1 1 2 6.9 7 1 0 1 0 0.5 7-3 8 6 1.2 3 -8 1 9.4 5定位端輪帶端面images/BZ_100_1592_1854_1610_1879.png北 1 1 8 8.6 7 -5 0 9 6.9 9 -9 1 3.2 8軸向最大差 3 1.0 1

復(fù)測(cè)結(jié)果及定論：調(diào)整后筒體兩端趨于水平，高低偏差為0.2mm，負(fù)荷側(cè)托圈端面數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀檢測(cè)數(shù)據(jù)相符。將筒體調(diào)整為水平后，托圈在托輪上處于中間位置，負(fù)荷側(cè)托圈端面與筒體軸線不垂直最大值的磨損剩余量小于托輪托圈軸向設(shè)計(jì)間隙與托輪托圈實(shí)際磨損量之和，通過分析，在以后的生產(chǎn)運(yùn)行中，筒體不再產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，負(fù)荷側(cè)托圈與托輪不再“啃噬”［6］。

5 結(jié)語

對(duì)于大型回轉(zhuǎn)冶煉設(shè)備的故障診斷與分析，應(yīng)用激光跟蹤儀等精密設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)對(duì)分析設(shè)備故障原因具有重要參考意義，隨著科技進(jìn)步及設(shè)備管理水平的提升，契合工廠智慧冶煉、智能工廠建設(shè)的目標(biāo)與要求，加強(qiáng)對(duì)新裝備、新技術(shù)的了解和應(yīng)用勢(shì)在必行。