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辊压机轴承位磨损原因分析及在线修复技术交流

   编辑:文武  邮箱:info@mortar.cn
2018-11-02 10:13:23 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

摘要:辊压机是水泥生产过程中重要的设备之一,它主要用于水泥熟料的辊压,部分水泥企业也用辊压机来代替水泥立磨,用于滚压石灰石。一旦辊压机出现故障,对整条水泥生产线的影响非常大,将给企业造成巨大的经济损失。

辊压机是水泥生产过程中重要的设备之一,它主要用于水泥熟料的辊压,部分水泥企业也用辊压机来代替水泥立磨,用于滚压石灰石。一旦辊压机出现故障,对整条水泥生产线的影响非常大,将给企业造成巨大的经济损失。

辊压机的故障中,辊压机轴承位磨损是最常见的问题之一,也是企业最难解决的问题。因为辊压机单个辊子重量往往在30-50T之间,拆装和运输的难度大,非常耗时,且离线修复的综合费用一般不会少于20万元。其修复周期也是比较长,一般不会少于15天的修复周期。如果修复工作是在检修期内进行,对于企业的影响会相对小一些,但是如果发生在正常生产阶段,则影响非常大。那么如何高效、高质量的现场解决轴承位磨损问题显得十分重要。

索雷碳纳米聚合物材料修复技术出现后,便很好的解决了辊压机轴承位磨损现场修复的问题,其不需要大量拆卸,仅需要将轴承座和轴承拆卸即可,另外整个修复周期会在24小时内完成。

1. 那么为什么辊压机轴承位会出现磨损呢?根本原因在于什么?

 

 

修复之前我们要认真分析辊压机轴承位磨损的主要原因,然后从根本上杜绝辊压机轴承位磨损的问题,才能真正延长设备的使用寿命。

针对辊压机轴承位磨损的原因我给大家介绍一个案例,从这个案例中或许大家能够看出一些根本问题:

我们索雷工业一名工程师前往一家国有水泥集团解决合肥院1800-1600辊压机轴承位磨损问题。此设备主要参数是1:12锥度轴,轴承位小颈尺寸900mm,磨损宽度500mm,轴承位磨损深度为4-5mm。

在现场我们发现一个现象,两名员工用工具清理轴承座内的淤泥(润滑脂和熟料粉末的混合物),轴承座旁边停放着一个手推车,经过大约1小时的时间整个轴承座的淤泥被清理干净,而清理出来的淤泥量令人十分惊讶,整整一推车。这些淤泥是怎么形成的呢?经过仔细检查发现轴承座的密封完全损坏,且密封槽已经磨损严重,这样大量的熟料粉尘进入到轴承座中,和润滑油脂混合在一起形成了大量淤泥。当时在场的企业老总十分震惊,从事水泥行业几十年第一次遇到如此现场。在现场的交流中我们的工程师得知企业每年都需要更换新轴承,但是从来没有对挡料板和密封进行过更换。挡料板失效和密封失效才是导致轴承损坏的根本原因。

辊压机轴承位一般为1:12锥或者1:30锥度轴,少部分辊压机的轴承位为直轴。使用的轴承大部分为2系列的双排调心轴承,少部位使用N系列圆柱滚子轴承。轴承本身的摩擦系数非常小,在轴承运行正常的状态下,其轴承内圈与轴承位的配合面圆周方向剪切力相对较小,但是一旦轴承滚珠、保持架、辊道之间发生异常状况,那么轴承内圈与轴承位配合面圆周方向的剪切力会瞬间增大。当剪切力大于轴承内圈与轴承位配合之间的预紧力时,那么就会出现轴承内圈与轴承位之间发生相对运动,导致辊压机轴承位的磨损。

我们通过多年修复辊压机轴承位磨损,总结以下几点原因供大家参考:

(1) 辊子端面挡料板冲刷磨损:为了防止辊压机正常运行过程中,熟料或者生料粉末大量进入轴承,因此在辊子两端端面位置都设有挡料板。挡料板表面经过长期的粉尘冲刷磨损,会出现穿孔破损的情况,这将导致大量的粉尘涌入轴承端盖密封处,加速端盖密封的磨损失效,从而粉尘由密封处进入轴承内部,造成滚珠、保持架、辊道之间摩擦系数增加,轴承运行不畅,运行阻力增大,轴承发热等一系列的问题出现。随着粉尘量不断地增加,最终导致轴承内部之间的摩擦力大于轴承内圈与轴承位配合面之间的预紧力,导致轴承内圈发生转动,短时间内造成轴承位的磨损及轴承的损坏;

(2) 密封失效:辊压机密封形式一般为胶圈密封,靠近轴头位置一般为一道密封,而后轴肩上的密封一般为两道密封。密封圈与后轴肩密封环直接接触摩擦,靠润滑脂来润滑减小摩擦系数。因此密封圈与密封环结合面之间一旦进入粉尘或者其它异物,将导致密封圈和密封环的双向磨损,最终导致密封间隙增大,密封失效,大量的粉产涌入轴承内;

 

 

(1) 润滑失效:辊压机轴承的润滑一般采取油脂润滑,如果不能及时加注润滑油或者润滑系统油路堵塞,将直接导致轴承润滑失效,轴承温度持续上升,最终出现烧蚀的情况发生;

(2) 压盘长期不紧固:辊压机轴承内圈与轴承的配合一般为锥度面配合方式,常见的锥度主要为1:12和1:30两种形式。锥度配合的优异是便于拆卸和安装轴承,尤其是对于辊压机这种大型设备。但是锥度配合有一定的缺陷,在设备运行震动过程中,锥度配合面容易松动,预紧力减小。因此如果不能及时或者周期性的紧固轴承内圈锁紧压盘,那么配合面之间的预紧量最终将消失;因此周期性的紧固轴承锁紧压盘非常有必要。每次紧固到规定力矩即可,而不能盲目紧固;

(3) 轴承长期运行,不能及时更换:轴承长期使用,其运行游隙将不断增加,当游隙增大到一定程度时,设备的震动也会随之增大。设备震动增大对各个部位也将导致破坏性的影响,这样便进入一个恶性循环。因此周期性的检查轴承运行游隙非常关键,制定出合理的轴承更换周期;

(4) 超负荷生产:2018年水泥市场非常好,效益客观。部分企业为了增加产量都会超负荷生产,例如一条5000T的生产线日生产能力都会增加至6000T以上,这样必然会增加设备的载荷,甚至超出设备设计所承受的性能指标,久而久之设备的故障率不断增加;

(5) 金属疲劳磨损:金属疲劳磨损是金属特性,此现象无法避免,只能通过合理的使用和维护来延长疲劳磨损的周期;

(6) 设计问题:我们接触到的辊压机,出现磨损的轴承位大部分为1:12锥,小部分为1:30锥度轴。这绝对不是一个偶然现象。我们认为除了以上分析的原因外,锥度设计也是影响轴承位使用的必然因素之一。1:30锥度比1:12锥度小,这样轴承更容易紧固到位,轴承内圈与轴配合面之间预紧力也更大,同时1:30锥的轴承位与轴承配合,轴承内圈不易松动。而1:12锥的轴承位与轴承配合面,轴承容易出现松动。

2. 辊压机运行过程中,如何判断辊压机轴承位磨损?

(1) 辊压机轴承座径向位移量和轴向位移量增大,甚至出现偏移,同时伴随着剧烈震动,此时轴承位出现磨损或者轴承损坏;

 

 

(2) 压盘螺栓断裂:一旦压盘螺栓出现断裂的情况,说明轴承内圈松动或者出现磨损。紧固螺栓后,一定周期内再次出现螺栓断裂可以确定轴承位一定出现严重磨损问题;

(3) 在压盘上和轴承内圈上做好标记,定期检查两个标记的相对位置,一旦位置发生相对变化,则说明轴承内圈发生了松动或者磨损,需要做进一步处理;

(4) 轴承温度出现异常:轴承温度持续升高,原因一轴承位出现磨损,轴承内圈与轴承位直接滑动摩擦导致温度不断升高;原因二轴承润滑出现问题;原因三轴承损坏;原因四水冷系统出现故障;

3. 那么辊压机轴承位磨损之后,如何进行在线修复作业呢?

我们认为在线修复辊压机轴承位首先要保证以下数据:

(1) 同心度:任何轴的修复,保证修复后的同心至关重要,同心度偏差过大,将引起设备震动,从而降低修复部位的使用寿命,对轴承及设备其它部件造成严重影响。

我们保证同心度的方法是利用辊压机前后轴肩作为修复基准,根据设备的原始图纸加工样板尺。样板尺采用线切割工艺加工,因此整体误差较小;以样板尺作为标准量具来测量轴承位具体的磨损尺寸,然后在轴表面点焊定位点,通过样板尺找出定位点的高度,所有的定位点在圆周方向均匀分布,这样保证轴承安装后定位点起到定位同心度的作用。因为是现场修复,精度方面总会存在一定误差,同心度的整体偏差不会超过0.2mm。辊压机的转速一般在100r/min至200r/min之间,所以0.2mm以内的偏差不会影响辊压机的正常运行;

(2) 完整的锥度面:之前我们利用样板尺和定位点定位同心度,那么我们则采用轴承内圈作为修复工装来完成轴承位锥度面的修复。索雷碳纳米聚合物材料SD7101H为膏状,触变性能好,容易成型。这样的方式修复出来的配合面与轴承内圈的配合面能达到100%。配合面积越大其受力均匀,使用效果则更好;

 

(3) 预紧量:辊压机轴承位在原始设计时便预留了预紧量,根据不同的轴颈和不同的锥度,设计时预紧量一般为10-20mm之间,紧固后的预紧量一般为5-10mm之间。这样不仅保证了轴承安装时的预紧力,而且为轴承的后期紧固留出了一定的余量;

(4) 预紧力:新的辊压机轴承的紧固是靠着液压系统将轴承内圈撑开,然后安装到轴上。但是轴承位一旦出现磨损,液压安装系统将不能再使用,因为配合面之间会有间隙,无法实现保压。索雷碳纳米聚合物材料修复完成后,要改变之前的轴承装配方式,使用轴承内圈压盘和螺栓进行紧固,当然紧固过程中要按照一定的规则紧固,预紧力的大小要根据游隙而定,而不是根据设计力矩而定;

(5) 轴承游隙:轴承游隙可查看国标,我们建议紧固后的游隙比国标规定的数值大一些即可。

 

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来源:水泥技术
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