(山东京博控股集团有限公司恒丰分公司 256500)
设备概述:
我公司磨煤机为济南重工生产的MG-2947型钢球磨煤机,筒体转速19.8转\分钟、最大装球量35吨、出力16吨\小时、电机功率560千瓦、转速990转\分钟、电压6千伏、减速机中心距500、传动比6.3。
一、事件发生经过
2019 年10月25日00:30分,机炉室人员发现#6炉区域存在振动大情况,立即对#6炉区域进行检查,发现#6炉#3磨煤机减速机轴承处有异音,并从轴承连接处甩火星,立即联系监盘人员#6炉#3磨煤机紧急停运,并汇报值长,就地检查发现#6炉#3磨煤机减速机高速轴断裂、高速轴输入端轴承磨损严重、减速机与电机连接联轴器外环移位,柱销扭坏、电机西北角地脚螺栓松动,下部垫片脱出。
二、原因分析
1、8月31日#6炉#3磨减速机解体检查,发现轴承滚动体损坏,更换轴承4盘(32326*2盘、32244*2盘)。6#炉3#磨煤机检修结束后于9月18日21:30分启动,间断运行170h后于9月26日出现联轴器柱销损坏、掉落轴销碎屑情况,后经检修人员经复查中心发现:联轴器找正中心数据偏差大(18S以上)并进行调整。调整运行后150h后于10月2日10:29分再次出现联轴器柱销损坏、掉落轴销碎屑情况,更换后于10月7日启动9:13分启动(未复查中心),运行410h后于2019 年10月25日00:30分出现减速机高速轴损坏,设备被迫停运。原因分析:联轴器找正中心数据偏差大、导致轴同心度差,联轴器处柱销在剪切力作用下损坏,联轴器处松动,联轴器为挠性联轴器且设备自身较重,设备不同心缺陷并未以振动大异常完全体现,容知在线自动测振系统未检测出异常,导致高速轴以输入端轴承作为支撑点,长期承受较大径向弯曲载荷作用产生疲劳裂纹(断轴表面呈现典型疲劳贝状纹),并导致轴承发生损坏(内、外圈,滚动体均发生损坏,非输入端轴承未损坏),最终导致轴断裂。
轴承内外圈、滚动体均发生研磨损坏情况
2、该轴材料为18CrNiMo7-6,该材料具有较高的抗弯强度、接触疲劳强度,同时耐磨性和硬度也比较高,综合性能高,但热处理工艺要求较高,经与磨煤机减速机厂家进行交流,该厂无减速机轴相关参数检测设备(硬度、金相等),相关热处理后后材料组织变化、是否达标只能进行经验判定,设备出厂时轴存在热处理和制造缺陷,此类缺陷极易导致轴力学性能达不到要求,轴的抗疲劳降低,轴在外力破坏作用下无法满足使用要求(#6炉#3磨煤机减速机为济南重工更换减速机厂家后供货最早一台减速机,于2017年11月份安装投运,投运时间接近两年,不排除其他减速机轴存在类似缺陷)。
3、磨煤机喷油润滑装置不能满足现场使用要求,开式润滑系统采用闭式油进行润滑,磨煤机大、小齿轮齿面点蚀、磨损较为严重,设备异常振动频繁;另,经查检修记录,#6炉#3磨煤机减速机齿轮齿顶间隙、侧隙、轴向间隙均与圆柱齿轮硬齿面减速机装配、检修工艺不符,偏差较大,最终导致减速机所受外力增加,导致轴本身存在缺陷扩展。
磨煤机小齿轮齿轮磨损情况 磨煤机大齿轮齿轮磨损情况
4、检修工艺不规范,轴承、靠背轮装配工艺不当(自投运以来检修多次),加热温度控制不当(检修现场无测温仪,无任何加热温度检测),轴过热导致韧性降低,轴发生脆性转变,导致轴出现开裂倾向。
5、若减速机整体找正中心合格,轴未受损,断裂部位应为应力最集中、最细部位(联轴器装配部位),或联轴器柱销损坏,并且严重时轮齿会发生折断(现场轮齿均未损坏)。
该减速机传动比6.3,中心距500,为单级圆柱硬齿轮最大传动比(常规单级传动传动比设计至5.6),故该减速机设计为非标准件,经查减速机设计标准(JB/T 8853-2001圆柱齿轮减速器)该减速机输入端承受最大功率为1795KW,磨煤机减速机电机功率560KW,该减速机选型能够满足现场使用要求。
综上所述,#6炉#3磨煤机减速机高速轴损坏原因为:磨煤机减速机检修工艺控制不当,联轴器找正中心偏差过大(径向18S以上),导致出厂存在缺陷的轴,受强弯曲扭力作用产生疲劳裂纹,加之磨煤机减速机检修装配质量差、现场设备振动异常,导致轴疲劳受损加剧,裂纹缺陷扩展,最终导致轴发生断裂。
三、暴露问题
1、检修隐蔽验收结束,回装监管环节管控缺失,重要数据错误且与复查结果不一致,导致重要设备运行遗留有较大缺陷;
2、喷油装置故障,润滑形式错误,开式齿轮传动采用闭式润滑系统,设备振动异常频发,且由于啮合不当原因,导致轴薄弱部位缺陷扩展;
3、重要设备及附件加工、制作、组装需进行现场查验,并对重要环节进行现场鉴证;
4、检修工艺标准控制、检修规范性需进行培训强化。
四、预防措施
1、加强细化设备检修质量把控环节,设备检修后回装关键环节必须做到全过程跟踪,重要数据须复核
2、对喷油装置进行更新换代,解决设备振动问题;
3、修订检修规程,引入重要、关键设备或部件装配、检修、质检相关标准;
4、重要设备及关键部件生产、装配前隐蔽验收进行现场见证,设备及备品备件到货验收必须具有出厂质量证明、合格证等资料;
5、组织统一排查磨煤机、引风机等重要辅机设备地脚螺栓、联轴器是否异常,并列入点检定期工作;
6、运行人员加强对在线测温测振系统盘的监视并设置报警提示;
7、定期组织检修工艺标准和规范性培训,提高检修技能;
8、设备检修必须按照检修标准详细记录检修数据,并将档案、验收单存档。