李科鋒 劉鑫 孫亮亮 賀立新

1.上海眾深科技股份有限公司沈陽分公司 遼寧沈陽 110027

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1 項(xiàng)目概況及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的問題

1.1 HDPE裝置擠壓造粒機(jī)組基本情況

該項(xiàng)目為100萬噸/年乙烯裝置，其中HDPE裝置規(guī)模為40萬噸/年，擠壓造粒機(jī)組日本進(jìn)口設(shè)備，主要由主電機(jī)、主減速箱、異向雙螺桿混煉機(jī)、熔融泵、換網(wǎng)裝置及水下切粒系統(tǒng)組成[1]。

為滿足裝置不同牌號(hào)HDPE的生產(chǎn)及不同產(chǎn)量要求，擠壓造粒機(jī)組通過主減速箱手動(dòng)換擋裝置，可實(shí)現(xiàn)高、低兩種轉(zhuǎn)速運(yùn)行：高轉(zhuǎn)速402rpm、低轉(zhuǎn)速300rpm。

1.2 擠壓造粒機(jī)組運(yùn)行中存在的問題

（1）主減速箱異常噪音。主減速箱在低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其振動(dòng)和噪音均符合標(biāo)準(zhǔn)要求；但在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪嚙合噪音異常，且振動(dòng)超標(biāo)。

（2）機(jī)組振動(dòng)。機(jī)組在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行平穩(wěn)，符合要求；但在高轉(zhuǎn)速時(shí)，機(jī)組振動(dòng)，水泥基礎(chǔ)低頻振動(dòng)，并導(dǎo)致2次機(jī)組輔助系統(tǒng)油管路焊縫開裂。

2 調(diào)查范圍和任務(wù)

研究分析原工程設(shè)計(jì)方土建技術(shù)文件，制造方提交設(shè)計(jì)院用機(jī)組工程數(shù)據(jù)及交工文件、復(fù)測(cè)典型部位振動(dòng)頻譜；傾聽業(yè)主方現(xiàn)場(chǎng)情況介紹；進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘踏，以便找到現(xiàn)場(chǎng)問題產(chǎn)生的直接原因。

給業(yè)主提供今后有關(guān)設(shè)備的維護(hù)及整改建議，包括問題的近期的解決方案（支持機(jī)組連續(xù)運(yùn)行，最好能保持正常生產(chǎn)負(fù)荷）和中期的解決方案（比如保持相關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，堅(jiān)持到第一個(gè)大修期等）

3 現(xiàn)場(chǎng)堪踏

對(duì)業(yè)主方提供的資料進(jìn)行仔細(xì)閱讀和分析，聽取業(yè)主情況介紹及原工程設(shè)計(jì)方設(shè)計(jì)文件介紹；并深入項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地查看，發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象如下：表象：在402rpm時(shí)：機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)、主減速箱運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常噪音。主電機(jī)用潤(rùn)滑油箱上就地儀表盤及油管振幅異常。模板加熱油管振幅異常。切粒機(jī)小車振動(dòng)異常。廠房地坪振動(dòng)異常。廠房框架柱手感無振動(dòng)。接觸法聽機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)（402rpm時(shí)）：雙螺桿混煉擠出機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)、混煉及傳動(dòng)聲音平穩(wěn)正常；主減速箱齒輪嚙合聲音異常，且嚙合不平穩(wěn)。

4 問題原因分析

對(duì)于雙螺桿混煉擠出機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，結(jié)合在現(xiàn)場(chǎng)堪踏的所見所聞，將根據(jù)基本理論和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合原則，采取排除法進(jìn)行分析，最終分析得出問題發(fā)生的根源，并給業(yè)主現(xiàn)場(chǎng)提出解決問題的方向或具體行動(dòng)建議。

4.1 主減速箱異常噪音問題分析

分析主減速箱異常噪音，從主減速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工制造精度、裝配精度及質(zhì)量等因素進(jìn)行分析，造成主減速箱異常噪音原因有：

主減速箱主要零部件加工精度；該主減速箱箱體為焊接結(jié)構(gòu)，焊后消應(yīng)力后其殘余應(yīng)力的大小將影響箱體主要裝配尺寸的精度保持水平；輸入齒輪軸轉(zhuǎn)子因帶換擋功能，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度及裝配精度要求很高，如有任一零件其加工精度不符合要求，將造成輸入齒輪軸轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)異常；主減速箱裝配精度；結(jié)構(gòu)分析看：輸入齒輪軸轉(zhuǎn)子與箱體安裝精度要求高、與配對(duì)從動(dòng)輸出齒輪軸轉(zhuǎn)子齒輪嚙合精度高，如輸入齒輪軸轉(zhuǎn)子上換擋用軸承裝配游隙不符合要求，也將造成輸入軸轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)異常。

輸入齒輪軸轉(zhuǎn)子高速齒輪與從動(dòng)輸出齒輪軸轉(zhuǎn)子高速齒輪嚙合接觸面積不符合要求，也將造成輸入軸轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)異常[2]。

總之，從上述的分析我們可以得出：主減速箱在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，出現(xiàn)的異常噪音，其原因主要和設(shè)計(jì)、制造及裝配質(zhì)量有關(guān)。

4.2 機(jī)組振動(dòng)問題分析

（1）主減速箱本身質(zhì)量問題。主減速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、其設(shè)計(jì)、制造及裝配要求高，而本主減速箱在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其嚙合聲音不連續(xù)，且有異常噪音。對(duì)本機(jī)組振動(dòng)有疊加作用。

（2）地基與機(jī)組發(fā)生共振。從分析賣方提交的機(jī)組動(dòng)靜載荷，原設(shè)計(jì)方土建工程技術(shù)文件及施工樣圖（原基礎(chǔ)一階頻率為13Hz，二階頻率為22Hz，且原工程設(shè)計(jì)時(shí)只計(jì)算了一階頻率）以及在機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)選取機(jī)組典型位置復(fù)測(cè)振動(dòng)頻譜圖（機(jī)組一階頻率為20.01-20.03Hz）和水泥基礎(chǔ)典型位置復(fù)測(cè)振動(dòng)頻譜圖等技術(shù)資料，尤其是水泥基礎(chǔ)振動(dòng)頻譜顯示：一階頻率為20.02Hz(且水平方向和垂直方向振動(dòng)相位差為170度，接近180度)，屬于典型共振頻譜。

（3）基礎(chǔ)局部剛度不足。從現(xiàn)場(chǎng)堪踏看到的機(jī)組水泥基礎(chǔ)寬度尺寸和機(jī)組本身的寬度尺寸比對(duì)，綜合分析原基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思路，專家依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定本機(jī)組水泥基礎(chǔ)局部寬度不足，造成基礎(chǔ)局部剛度不足。

5 措施建議

從現(xiàn)場(chǎng)勘踏的情況和上述原因分析，基礎(chǔ)共振可能是造成機(jī)組振動(dòng)的首要原因，主減速箱齒輪嚙合不連續(xù)，存在異常噪音也是一個(gè)原因。

5.1 近期整改措施建議

現(xiàn)場(chǎng)加固振動(dòng)過大的管道及儀表支架，確保目前機(jī)組輔助系統(tǒng)安全運(yùn)行，從而保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行；由專業(yè)的第三方進(jìn)行全面的基礎(chǔ)及機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)，供原工程設(shè)計(jì)方重新復(fù)算使用；由制造廠家提交低、高轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)組擾力值，利于判斷振動(dòng)值與擾力值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，供原設(shè)計(jì)方重新復(fù)算使用；根據(jù)2、3項(xiàng)的數(shù)據(jù)，由原工程設(shè)計(jì)方進(jìn)行基礎(chǔ)的動(dòng)力數(shù)值模擬分析；利用機(jī)組停車短暫時(shí)機(jī)，盡快實(shí)施對(duì)主減速箱的檢查確認(rèn)工作：打開主減速機(jī)上蓋，對(duì)輸入齒輪軸轉(zhuǎn)子高速齒輪嚙合間隙、齒面接觸等進(jìn)行檢查，并檢查是否有過載現(xiàn)象；每周檢查油箱潤(rùn)滑油機(jī)械雜質(zhì)含量，從油質(zhì)分析結(jié)果來判斷齒輪嚙合情況；齒式聯(lián)軸器潤(rùn)滑油根據(jù)廠家要求定期進(jìn)行更換；停機(jī)時(shí)復(fù)核主電機(jī)磁力中心線，確認(rèn)主電機(jī)與主減速箱安裝找正質(zhì)量；停機(jī)時(shí)復(fù)核切粒機(jī)（電機(jī)與減速機(jī)、減速機(jī)與水室、刀軸與模板的對(duì)中，水室的水平度）；及時(shí)提交備件計(jì)劃。

5.2 中期整改措施建議

目前基礎(chǔ)的固有頻率測(cè)定，最終確定現(xiàn)有基礎(chǔ)的固有頻率；

依據(jù)近期整改措施成效及工程用技術(shù)數(shù)據(jù)，由原工程設(shè)計(jì)方提出基礎(chǔ)加固方案，并按方案實(shí)施加固基礎(chǔ)[3]。

5.3 其它建議

在近期整改措施未全部完成之前，建議機(jī)組保持在低速下穩(wěn)定運(yùn)行。