高炉炉顶水冷齿轮箱常见故障分析

2019-03-11 19:03:00
高炉炉顶水冷齿轮箱常见故障分析 杨志辉 (本钢炼铁厂,辽宁 本溪 117000) 摘 要: 高炉水冷齿轮箱是高炉生产中的重要设备之一, 水冷齿轮箱的正常运行是保证高炉稳定生产的重要条件, 因此, 快速并准确地分析显得尤为重要。 本文分析和讨论了水冷齿轮箱的常见故障, 并相应地提出一些解决措施。 关键词:高炉;水冷齿轮箱;故障分析 The Trouble Analysis of Water-cooled Gear Box for Blast Furnace YANG Zhi-hui (Iron works, Benxi Steel, Benxi,Liaoning,117000 China) Abstract: The blast furnace water-cooled gear box is one of the important equipment in the production of blast furnace and the normal operation of water-cooled gear box is an important condition to ensure stable production of the blast furnace, so the quickly and accurately trouble analysis of water-cooled gear box is very important。This paper analyzes and discusses on the causes of common faults of the water-cooled gear box, and puts forward some countermeasures for solving the problem of water-cooled gear box. Key words: blast furnace; water-cooled gear box; trouble analysis 1 前言 高炉水冷齿轮箱是高炉生产中的重要设备之一,无料钟炉顶水冷齿轮箱是采用国外的先进技术,由中 钢西冶有限公司制造。生产实践证明,无料钟炉顶具有布料灵活和密封性好的特点,适应高压、高风温、 高强度的操作。而水冷传动齿轮箱是无料钟炉顶布料的核心部分,布料均匀与否将直接影响高炉的正常生 产运行,因此,快速并准确地分析炉顶水冷齿轮箱的故障和日常维护好水冷齿轮箱的正常运行显得尤为重 要。本文在工作实践以及总结经验的基础上,对炉顶水冷齿轮箱的工作原理及常见故障进行分析和解决。 2 水冷齿轮箱的基本结构及原理 如图 1 所示,炉顶水冷传动齿轮箱主要由上部齿轮箱、倾动齿轮箱及齿轮箱本体等三部分组成。上部 齿轮箱位于齿轮箱本体的上部,主要有两个电机:旋转电机和倾动电机。旋转电机、倾动电机分别控制着 布料溜槽的旋转与倾动, 。炉顶的螺旋布料、环形布料、定点布料和扇形布料等多种布料方式就是通过布 料溜槽的旋转和倾动装置来实现的。? 倾动机箱装在水冷传动齿轮箱里面旋转底盘上,倾动机箱上的小齿轮与大齿圈啮合,倾动机箱的终端 是悬挂溜槽的倾动轴。当旋转电机动作而倾动电机制动时,上部行星差动齿轮箱使得上下回转轴承作同一 速度的转动,上回转轴承带动整个旋转体作旋转运动,布料溜槽随之旋转。大齿圈与倾动机箱上面的小齿 轮之间无相对转动, 这样溜槽便只有旋转而无倾动。 当倾动电机动作而旋转电机制动时, 上回转轴承不动, 下回转轴承通过大齿圈带动倾动机箱上小齿轮,倾动机箱便有了运动和动力的输入,机箱内的蜗轮蜗杆带 动倾动轴转动, 从而驱动布料溜槽改变倾角。 当旋转电机及倾动电机同时动作时, 上下回转轴承有速度差, 这样也使得大齿圈与小齿轮之间有相对运动,从而驱动布料溜槽在旋转的同时改变倾角。 ? 作者简介:杨志辉(1974-) ,男,专科,助理工程师,本钢炼铁厂七炉机械点检; E-mail:hjd232@163.com 齿轮箱本体中心为中心喉管,底部为布料溜槽支撑部分。齿轮箱本体内部采用循环水冷方式,降低齿 轮箱内部温度。 并且采用氮气密封方式防止炉缸内粉尘进入齿轮箱内部, 故又称为水冷氮封型传动齿轮箱。 润滑方式为集中干油定点式润滑。 图 1 水冷齿轮箱结构简图 Fig.1 The water-cooled gear box structure diagram 3 水冷齿轮箱常见故障 3.1 机械原因引起故障 机械原因引起的故障主要有各部连接螺栓断裂、齿轮啮合磨损及旋转轴承磨损。 (1)由于炉顶水冷齿轮箱各个连接部位都是用高强螺栓联接,若螺栓强度达不到使用要求、安装时 螺栓相互间的预紧力不均等均有可能造成部分或全部螺栓松动或因受力超过其极限值而发生疲劳断裂。出 现螺栓松动或断裂现象,应该及时对其紧固或更换,加强日常点检。 (2)齿轮箱内分别有旋转齿轮和倾动齿轮两部分。一旦炉内温度过高导致齿轮箱温度升高时,齿轮 受热会产生一定的膨胀变形,导致导大小齿轮啮合过程中间隙变小,运转时受力不均,相互挤压,易造成 齿轮及轴承磨损。加强齿轮箱润滑管理,经常检查下部齿轮箱内上回转轴承与下回转轴承的润滑情况。 3.2 润滑原因引起的故障 炉顶水冷齿轮箱有干油润滑和稀有润滑。其中共有 25 个干油润滑点,由于润滑量很大,所以在日常维 护中要做到不能让杂质、污物进入齿轮箱,以免造成轴承磨损。上部齿轮箱下面有一台稀有润滑泵,可以 把齿轮箱内部油液吸出来,经滤油器再送到倾动传动的涡轮副及轴承上。长时间使用后会产生大量积油, 由于齿轮箱内部充满氮气,一旦氮气压力过大,部分油脂就会进入冷却板和水冷管内,使得水冷管堵塞, 水量小,冷却板达不到导热功能,导致齿轮箱温度升高,因此要定期更换齿轮油及清洗滤网。 3.3 氮气密封和水冷系统引起的故障 齿轮箱氮气主要作用为压制炉内粉尘,保证齿轮箱内部清洁,因此齿轮箱内氮气压力一定要高于炉内 压力,否则将失去氮封效果。大量粉尘进入齿轮箱内部后,会使得齿轮啮合表面存有杂质,运行困难。齿 轮箱设有专门水冷供水循环系统,利用水温带走齿轮箱内部温度,使齿轮箱温度达到正常,一旦水冷系统 出现供水问题、水温偏高,齿轮箱温度不能正常冷却,导致温度升高。 4 水冷齿轮箱维护管理要点 (1)熟练掌握齿轮箱工作原理与运行条件,加强日常维护。 (2)利用高炉休风、定修、年修机会安排齿轮箱常规检查和检修,使齿轮箱处于受控状态。 (2)注意观察齿轮箱内氮气压力数值,正常生产情况下齿轮箱氮气压力要稍高于炉内压力,防止灰 尘进入齿轮箱内。 (3)加强齿轮箱润滑管理。定期更换上部齿轮箱的稀油润滑脂并检查上部稀油润滑泵的工作状态。 检查下部齿轮箱内上回转轴承与下回转轴承的润滑情况。检查集中润滑分配器是否正常供油,发现损坏及 时处理更换,保证齿轮箱各部润滑。防止杂质进入油脂内,定期对齿轮箱内部积油进行全面清理。 (7)加强备件管理。对备件的使用周期做好详细计划,达到使用周期的部位要立即更换。 (8)加强水冷站的供水管理。水冷系统是否正常直接影响齿轮箱温度变化,根据齿轮箱温度变化调 整水流量和氮气量变化。定期对水管道进行清洗,防止油污凝结在管壁上导致水流量减小。 (9)加强与岗位人员沟通联系。值班室电脑检测系统时刻检测着炉顶设备及齿轮箱的运行状态,一 旦发生故障可以有效帮助维护人员准确判断故障原因,缩短维修时间。 4 结束语 高炉水冷齿轮箱是高炉生产中的重要设备之一,一旦齿轮箱出现故障后必须休风处理,直接影响整个 炼铁工序的正常运行,对企业的后续生产造成巨大的损失。所以如何有效保证齿轮箱的正常运行便成为了 重中之重。加强日常维护管理,不断学习和改进,提升创新思维,做好故障预案等一切有效措施,保障水 冷齿轮箱稳定的运行,保证高炉的顺利生产。 参考文献: [1] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2005. [2] 王宏启,王明海.高炉炼铁设备[M].北京:冶金工业出版社,2008. [3] 沈文卫,陈征宇,李丹.高炉炉顶水冷齿轮箱原理及故障分析[J].山西冶金,2014,1(147) :80-81.
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