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1 引言
泰興減速機(jī)2017年12月13日訊 2號(hào)輥磨為德國(guó)進(jìn)口萊歇磨,主要用于生產(chǎn)礦渣微粉,泰興減速機(jī)采用結(jié)構(gòu)為一級(jí)傘齒加兩級(jí)行星傳動(dòng)。2013年3月9日,該減速機(jī)因功率過高報(bào)警,而且潤(rùn)滑系統(tǒng)回油溫度急劇升高,晚上23:25減速機(jī)潤(rùn)滑站過濾器壓差高報(bào)警,整個(gè)系統(tǒng)跳停。檢查過濾器濾網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)有大量的黃色銅屑,經(jīng)化驗(yàn)銅屑成分為CuAl10Ni查閱設(shè)備圖紙推測(cè)該合金來(lái)自二級(jí)行星輪中的銅瓦。經(jīng)過咨詢,弗蘭德專家給出了同樣的判斷,并提供了具體的解決方案。隨后, 山東魯碧建材有限公司按照弗蘭德公司出具的方案對(duì)該泰興減速機(jī)進(jìn)行了搶修。目前該減速機(jī)運(yùn)行接近兩個(gè)月且效果良好?,F(xiàn)將具體原因、修復(fù)方案及預(yù)防措施簡(jiǎn)單描述。
2 原因分析
泰興減速機(jī)自2008年2月份開始使用,到現(xiàn)在已運(yùn)轉(zhuǎn)5年多,運(yùn)轉(zhuǎn)率接近90%,因此設(shè)備或多或少存在老化問題,尤其是里面的合金瓦,由于自身硬度較低,一旦潤(rùn)滑不良很容易造成損傷。在拆檢減速機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)二級(jí)行星有一個(gè)行星輪堆積了大量的合金,且無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng),證明我們的判斷正確。在對(duì)該行星輪拆檢中發(fā)現(xiàn)了以下三個(gè)問題:(1)兩側(cè)的推力瓦嚴(yán)重?zé)g熔化(圖1);(2)銅瓦處存積了大量油泥并將潤(rùn)滑油道堵塞,而且銅瓦整個(gè)開裂、軸向延展接近30mm(圖2);(3)銷軸局部裂紋(圖3)。
根據(jù)以上損壞分析,銅瓦潤(rùn)滑油孔堵塞之后,造成銅瓦急劇升溫,溫度升高到一定程度使得銅瓦受熱開裂并且膨脹延展,最終與兩側(cè)的推力瓦接觸,推力瓦受到擠壓以后迅速升溫最終燒蝕,銷軸因此承受較大的扭矩及高溫,造成裂紋。
3 處理方案
推力瓦、銅瓦、銷軸的方案為按照尺寸重新制作備件。但在檢測(cè)齒輪時(shí)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)孔圓柱度較差以至于變成橢圓,而且表面硬度下降,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于圖紙要求(HRC55+5)。我們聯(lián)系弗蘭德公司欲購(gòu)買該齒輪,對(duì)方回復(fù)該齒輪需要德國(guó)進(jìn)口,加工周期為6個(gè)月,而且為保證齒輪嚙合,建議6個(gè)齒輪一起更換。此時(shí), 山東魯碧建材有限公司銷售正處于旺季,該輥磨每天生產(chǎn)3000t微粉,停機(jī)6個(gè)月對(duì)我們的損失可想而知。我們聯(lián)系弗蘭德總部專家要求給出整改方案。對(duì)方經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算給出如下方案:擴(kuò)大齒輪內(nèi)孔直徑,再加一個(gè)過渡套,從而保證齒輪的硬度及裝配要求(圖5)。
3.1 過渡套材料選擇
過渡套材料采用42CrMo。該材料強(qiáng)度、淬透性高,韌性好,淬火時(shí)變形小,高溫時(shí)有高的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度,用于制造要求強(qiáng)度更高和調(diào)質(zhì)截面更大的鍛件。
3.2 處理工藝
(1)鍛打:目的是減小殘留夾雜物的尺寸,使其成分趨于均勻,組織趨于致密,細(xì)化晶粒,改善鋼的性能。
(2)粗車:?jiǎn)芜吜?mm加工余量。
(3)著色探傷:目的是檢查工件是否有損傷,從而保證下一道工序順利進(jìn)行。
(4)完全退火:目的是使工件的內(nèi)部組織全部進(jìn)行重結(jié)晶,通過完全退火來(lái)細(xì)化晶粒,均勻組織,消除內(nèi)應(yīng)力,同時(shí)降低硬度,便于切削加工,并為加工后零件的淬火作好組織準(zhǔn)備(圖6)。
具體過程:零件在爐溫>800℃裝爐,立即通入甲醇:50~60ml/min、氮?dú)猓?~6m3/h;溫度升到850℃之后甲醇:35~45ml/min、氮?dú)猓?m3/h;保溫120min后隨爐冷降溫至650℃,停甲醇,氮?dú)猓?m3/h;降溫至550℃時(shí)出爐空冷。
(5)半精車:?jiǎn)芜?.75mm,從而滿足下一步淬火的淬硬層>0.5mm的要求。
(6)高頻淬火(圖7):該套由于工作面是套的內(nèi)孔及兩個(gè)端面,硬度要求HRC58-62,淬硬層>0.5mm。因此,選擇高頻淬火,這樣既能局部熱處理,同時(shí)也滿足硬度要求。另外,高頻淬火時(shí)工件的冷卻至關(guān)重要,為保險(xiǎn)起見采用淬火液進(jìn)行冷卻;感應(yīng)器距離工件的位置也非常重要,離得太近容易造成感應(yīng)器受熱,堵塞冷卻水溢流孔,離得太遠(yuǎn)影響熱功率的傳遞,一般控制在3~5mm。
(7)精車外圓及內(nèi)孔:外圓最終尺寸為?330t6,內(nèi)孔最終尺寸為?330H6,這樣保證外圓與齒輪內(nèi)孔過盈配合,過盈量控制在0.2~0.3mm;內(nèi)孔與銅套間隙配合,間隙控制在0.1~0.12mm。
(8)精車端面:將過渡套與齒輪進(jìn)行冷裝之后,對(duì)過渡套的端面進(jìn)行精車,要求兩個(gè)端面與內(nèi)孔垂直度,圓跳度誤差控制在0.02mm以內(nèi)。
目前,該減速機(jī)已恢復(fù)生產(chǎn)兩個(gè)月,二級(jí)行星振動(dòng)值3~5mm/s,輥壓9.0MPa,比表面積440m2/kg,磨機(jī)產(chǎn)量也逐漸恢復(fù)到150t/h,運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好。
4 采取的措施
4.1 加強(qiáng)設(shè)備巡檢并采用先進(jìn)的檢測(cè)工具
泰興減速機(jī)恢復(fù)生產(chǎn)之后,我們加強(qiáng)了巡檢力度,購(gòu)買了先進(jìn)的在線巡檢儀,它不僅能對(duì)減速機(jī)振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)形成趨勢(shì)圖,而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及保存,這樣我們就能夠通過趨勢(shì)圖來(lái)推斷減速機(jī)運(yùn)行狀況。
4.2 加強(qiáng)油品檢測(cè)
目前,我們每個(gè)月都要對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行檢測(cè),項(xiàng)目有粘度、機(jī)械雜質(zhì)、水分、污染等級(jí)等,通過對(duì)油樣的檢測(cè),可以隨時(shí)掌握泰興減速機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,保證了潤(rùn)滑的可靠性。
4.3 提高磨機(jī)操作水平
喂料粒度控制在80mm以內(nèi),這樣既能保證碾磨料層厚度避免磨機(jī)振動(dòng),又能提高研磨效率;另外,加強(qiáng)選粉機(jī)轉(zhuǎn)速、喂料量、熱風(fēng)控制的調(diào)整,從而保證磨機(jī)穩(wěn)定順行。
4.4 選用材質(zhì)較好的濾芯
泰興減速機(jī)內(nèi)部全部為滑動(dòng)軸承,對(duì)潤(rùn)滑油的潔凈度要求比較高,一旦有異物進(jìn)入很容易造成油道堵塞。因此,濾芯的選用至關(guān)重要,我們現(xiàn)在選用的是力士樂25μm濾芯,使用效果很好。
5 結(jié)語(yǔ)
輥磨的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)泰興減速機(jī)的使用壽命至關(guān)重要,減少輥磨運(yùn)行的振動(dòng)值,有利于減速機(jī)提高使用壽命;另外,定期檢測(cè)減速機(jī)各個(gè)軸瓦部位的振動(dòng),并且定期對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行檢測(cè)及檢查過濾網(wǎng)上有無(wú)雜質(zhì),對(duì)提高減速機(jī)的穩(wěn)定順行也至關(guān)重要。
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