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水泥磨润滑技术与节能改造
作者:赵靖一    发布于:2016-11-22 15:43:12    文字:【】【】【
摘要:***公司φ3.2×13m水泥磨运行出现振动,大小齿面点蚀、磨损,对磨机现场跟踪2个月观察,发现影响磨机安全运行的问题,对问题点进行分析,做出整改方案供水泥企业设备管理部门参考。 关键词:振动;开式齿轮;点蚀;磨损;润滑剂;污染;节能
φ3.2×13m水泥磨润滑技术与节能改造

 ***公司φ3.2×13m水泥磨运行出现振动,大小齿面点蚀、磨损,对磨机现场跟踪6个月观察,发现影响磨机安全运行的问题,对问题点进行分析,做出整改方案供水泥企业设备管理部门参考。

关键词:振动;开式齿轮;点蚀;磨损;润滑剂;污染;节能

1.φ3.2*13米磨机技术参数

1.1生产能力配挤压机65-70t/h;磨机转速18.5r/min;研磨体最大装载量120t;设备总重量210t。主电动机型号YR1600-8/1400,额定功率1600KW,额定转速741r/min,额定电压10KV,额定电流112A,实际电流90-100A

1.2主减速机型号JDX1000NO.104),传递功率:1600KW,输入转速741r/min,传动比7.1配油站型号MYZ125

1.3大齿轮Ф5400*650,小齿轮Ф780*660

1.4小齿轮轴承,外形1030×367×8203656轴承;

1.5主轴承球面瓦与磨机中空轴相配的轴颈为1400mm,宽650,轴瓦包角为150°。球面瓦坐落在轴承座上,当磨机运转时,可以进行自动调心。轴瓦材质为锡基巴氏合金,固相点温度为240,液相点温度为370,最高使用温度不得超过100摩擦系数在润滑良好时为0.005,无润滑时摩擦系数为0.28

1.4润滑方式及用油情况,开式齿轮用油CKD460,油浴飞溅润滑;主轴承用油CKC320,强制动静压润滑;减速机用油CKC320,油浴加强制润滑。

2.磨机振动分析

2.1球磨机工作原理,机体内装有120t钢球,加上水泥粉料和磨机自重220t,总重载近400t,磨机转动时钢球随磨机转动至最高点落下与下部钢球撞击将水泥颗粒击碎,如图1所示。随着钢球之间周期性撞击,造成磨机筒体上下周期性性振动。消除振动的方式是通过大小齿轮、主轴承油膜抵消或者减缓振动,这就需要选择润滑油考虑润滑油的油膜强度是否抵抗磨机重负荷的承载能力,当选用的润滑油不能抵御周期性振动,振动加剧将引起小齿轮轴承基础松动,电流波动大并升高,造成耗能高,振动增大时与正常运行时电流相差10-30%

2.2 磨机不同心,大齿轮对口松动,也会引起振动,振动的轨迹和振幅是间歇性的。需要随时观察磨机运行情况,定时检查磨机各部螺栓是否有松动现象,测定磨机的同心度,发现问题及时修复。

2.3 磨机大小齿轮因磨损、疲劳点蚀、塑性变形、胶合时,也会出现振动,出现这种振动是长期润滑不良造成的。主要是选用的润滑油粘度低、油膜强度低、油品污染、混入固体颗粒、长期不换油造成。

3.磨机润滑问题分析

20141022日、2015326日、2015713日现场调研,对磨机大小齿轮、主轴承润滑问题进行了勘察,并对问题进行分析如下:

3.1 大小齿轮润滑分析

3.1.1大小齿轮齿面点蚀及塑性变形,停磨状态,啮合面无油膜,齿面中心线塑性变形,齿顶擦伤,非啮合面油中有污染颗粒。通过飞溅的油液,观察到齿面有塑性变形,齿面油膜薄,油液飞溅。

3.1.2大小齿轮用油CKD460,粘度指数90FZG齿轮试验,11级,四球机烧结负荷实验245Kg,适用工作温度-3-65℃,在冬季气温低于-3℃时需加热,否则,启动力矩大,造成启动电流升高,在刚刚启动时无油膜,产生干摩擦;在夏季时,715日实测小齿轮齿面温度53℃,齿面温度在50℃以上,粘度只有254cst,油膜强度下降了44%,油膜厚度降低,很难抵御φ3.2×13m磨机近400t的重负荷,油膜破坏后,齿面产生疲劳点蚀、胶合、塑性变形是难免的,引起磨机振动。

3.1.3 选油CKD460粘度低,大齿轮转动时甩油,齿轮罩子四处泄漏。CKD460为闭式齿轮油,在封闭齿轮箱中使用,密封好可怖泄漏,但在开式齿轮上应用,漏油是不可避免的,既影响环境,又造成浪费,还存在缺油的安全问题。

3.1.4磨料磨损,是指由于混在润滑剂中的坚硬颗粒(如砂粒、粉尘颗粒、金属磨屑),在齿面啮合时的相对运动中,使齿面材料发生遗失或错位。齿面上嵌入坚硬的颗粒,造成磨料磨损。

3.1.5过度磨损,过度磨损是指由于长期使用性能欠缺的润滑剂,抗磨损性能差,造成摩擦系数过高,大的滑动摩擦力使轮齿表面快速磨损,从而使齿轮副达不到设计寿命。

3.2 主轴承润滑分析

润滑方式为稀油站强制喷油润滑,用油CKC320,油站装有过滤器,过滤精度80μm,磨机主轴承油膜厚度在10-20μm。经现场多次检查主轴承油膜和温度,按2015715日测定分析:

3.2.1 南端主轴承面油膜分析,进油侧轴油膜,也是没有与瓦啮合前油膜(因啮合后侧的观察孔打不开,没有拍到照片),如图1轴上侧。进油侧轴面温度40℃,油颜色变红变身,说明氧化变质,油泥增加,油中有明显的大固体颗粒,油进入啮合面时与瓦产生磨料磨损,瓦出现划痕,表面粗糙度增加,摩擦系数加大,可增大数十倍,瓦表面磨损后,厚度変薄,寿命降低,磨损磨粒进入润滑油中,加剧油品污染。

3.2.2北端主轴承面油膜分析,进油侧轴油膜,也是没有与瓦啮合前油膜,温度40℃。油颜色黄色,油中有明显的固体颗粒和气泡,油进入啮合面时与瓦产生磨料磨损,瓦出现划痕,表面粗糙度增加,摩擦系数加大,可增大数十倍,瓦表面磨损后,厚度変薄,寿命降低,磨损磨粒进入润滑油中,加剧油品污染。关键是轴啮合后的油膜情况,轴面温度50-46℃,轴面油膜非常薄,几乎看不出油膜存在,并有一块块磨损斑痕,是因瓦面粗糙度大,油膜强度不高,油中有固体颗粒造成,轴中间部位有80mm宽纵向深色划痕,因轴的表面硬度高于瓦的硬度4-5倍,可能为瓦面堆积较重的固体颗粒,导致的轴面磨损,说明乌金瓦的表面磨损较重,应引起高度重视,防止烧瓦抱轴发生。

3.2.3稀油站润滑分析

3.2.3.1南轴承稀油站润滑分析,油变质酸味呛鼻,说明油中酸值增高,产生次硫酸或者二硫化氢,取油观察,油瓶混浊,不透明,说明污染颗粒较多,酸值升高,油泥增加。

3.2.3.2北轴承稀油站润滑分析,从油池表面看油的颜色是刚换过不久的油,但仔细看浑浊含有大量气泡和乳化迹象,说明换油时没有清理油箱,油用过浑浊不分离,说明油抗重载能力不够。稀油站过滤油器不清理或者不换滤芯,导致过滤器不起作用。散热器的散热片粘附油泥和粉尘,降温效果差。

3.2.3.3 磨机主轴承瓦磨损分析,乌金瓦正常浇筑乌金厚度15mm,研瓦减少5mm,瓦量余10mm,如果润滑良好,清除掉20μm以上的固体颗粒,每年磨损量100-130μm,也就是10年磨损掉1.3mm20年磨损量还不足3mm

3.3小齿轮轴承润滑分析,如图12,轴承使用二硫化钼,在重负荷下应用也可,但是二硫化钼长期使用,造成稠化剂堆积,无法清除,不能低于振动负荷,存在贫油润滑,另外,存在泄漏问题,污染环境,造成浪费油品,使轴承寿命降低,达不到理想的寿命。

4.磨机润滑改进方案

经过对φ3.2*13米磨机振动和润滑问题分析,根本原因是选油不当造成,在10几年前,国内磨机设计人员注重磨机的研发和攻关,忽略润滑技术的重要性,推荐用油时还是按传统的润滑技术和油品,只是润滑技术在墨迹上应用还是比较落后,导致了设备频繁检修,运行电流高,消耗大量能源。本方案的提出采用近几年的润滑新技术新材料,减少磨机齿面、主轴承瓦等的磨损,降低设备故障率,提高设备运转率,降低电机能耗。

4.1 大小齿轮润滑技术改进方案

4.1.1 选用粘附性开式齿轮润滑剂G.Beslux Crown M Fluid,此油适用工作温度-10-100℃,基础油粘度3000,此产品为西班牙老鹰专为球磨机开式齿轮研发生产的,技术性能:承载力高,抗负荷能力强;抗磨性能优良;油膜厚度大,粘附性强;工作温度-10-110℃;油品消耗量少。同时适用于油池润滑,显示了球磨机开式齿轮应用G.Beslux Crown M Fluid半流体润滑剂润滑效果。齿面形成良好润滑油膜,为创造良好的润滑条件,防止齿轮出现擦伤、胶合、塑性变形、点蚀等损伤,延长齿轮使用寿命,并避免因润滑不当造成的既有损伤的持续发展。为防止出现前述的各类损伤,要求选用的润滑剂具备高的粘度,承载能力强、粘附性能好、含极压添加剂、良好的抗磨损性能、适应齿面较高的工作温度。

4.1.2停磨机,检查磨机大齿轮对口螺栓是否有松动现象,找正磨机中心线。

4.1.3清理大小齿轮油池,将大小齿轮齿面油泥清理干净,将大齿轮油池西侧罩子下部,磨机中心线向西1米处加油池挡板,控制加油量,只需大齿轮底部齿面占油即可,油池过大易进污染颗粒,东侧因有斜坡保留不变,改造完毕,检查没有泄漏点,加入新油,第一次加油高度浸过2个大齿轮齿高即可,在同时对大小齿轮啮合面加油,防止启动时无油润滑。待运行10分钟后大小齿面均沾上油,再第二次补加入至一个齿高,虽然此油消耗量少,随时补油至一个齿高。

4.1.4 各种润滑剂润滑性能对比

技术指标对比

名称

粘度指数

粘度

四球试验烧结负荷KG

工作温度

固体添加剂

CKD460

90

460

245

-3-70

G.Beslux Crown M Fluid

135

3000

800

-10-110

石墨

分析对比:CKD460油适用于闭式减速机油浴润滑,工作温度-3-65℃,最适用于开式齿轮的润滑剂是G.Beslux Crown M Fluid,此润滑剂在中国铝业公司的Ф4.1*7.1米球磨机开式齿轮应用4年,在中联水泥、海螺水泥、崇正水泥、河南焦作矿山均有应用。

4.2 主轴承润滑技术升级改造方案

4.2.1主轴承润滑油粘度升级,磨机转速18.5rpm,负荷载重400t,主轴承用CKC320齿轮油质量偏低,不利于油膜的形成,建议选用CKD320齿轮油,两油技术性能相同,但CKD320油膜比CKC320厚,抗载荷能力强。

4.2.2 主轴承润滑污染控制,轴瓦磨损过快的原因,一是油变质不换,造成油膜厚度降低,润滑性能变差,导致磨损轴瓦;二是油中污染颗粒的存在,对轴瓦产生三体磨料磨损;三是油中含有污染颗粒,加速油品氧化速度,油品寿命降低。

4.2.3降低空心轴瓦稀油站润滑油污染浓度,定时清理过滤器,定时排污;因现场环境差,处于露天状态,环境中粉尘大,靠稀油站本身自带过滤器过滤精度只有80μm,难以实现油品清洁度,需增加一台离心式净油机,可减少空心轴瓦润滑油的污染颗粒浓度,清除10μm以上的固体颗粒,减少轴瓦磨损,延长换油周期2-3倍。净油机安装在稀油站的回油口处,如图14,油箱底部出口进净油机油泵进口,由油泵产生5-6KG压力将油抽出输送进离心机主机,通过6000rpm的转速将油中固体颗粒分离,油流回油箱,固体颗粒留在离心机内,定时清理离心机即可。一台精油即可在两台稀油站上交互应用。

4.3 小齿轮轴承润滑改造方案

4.3.1小齿轮轴承选用重负荷G.Beslux Plex EH-1/G润滑脂,优点:良好的耐高温性,高滴点,可达240℃,具有较长的轴承运转寿命;具有良好的抗微动磨损性能。G.Beslux Plex EH-1/G含石墨固体润滑剂,抗重载、抗振动、冲击性能优良,高粘附性能,显著的防腐性能,特强的抗氧化性能,具有较长的轴承运转寿命。

4.3.2 小齿轮轴承座内清洗原有润滑脂,要求清洗彻底后,加入G.Beslux Plex EH-1/G润滑脂,加脂量加满,防止粉尘颗粒进入。

4.4 减速机润滑改造方案,选择适合减速机润滑用油,选油时配合空心轴瓦用油,共同的适配度最好,避免油品种类过多混油。停磨机时,清理减速机和稀油站,选择更适合减速机的CKD320#重负荷齿轮油。

5.设备运行后效果预测

5.1运行效果

5.1.1大小齿轮面油膜致密、厚度大,润滑良好,降低磨机运行振动参数,降低摩擦因数,减缓大小齿轮磨损,备件更换周期延长,常规小齿轮寿命由3-5年延长到15-20年,大齿轮寿命由10-15年延长到30年以上。

5.1.2小齿轮两侧轴承受到大小齿轮的冲击负荷、振动降低,运行周期延长,轴承寿命由5年延长到8-10年。

5.1.3空心轴瓦、齿轮箱用油承载能力增大,油品经定时净化,控制在NAS12级以下,油中污染颗粒得到控制,磨机轴瓦磨损降低,轴瓦的检修周期延长,磨机轴瓦在润滑良好时,轴合金瓦由5-8年延长到15-20年内不需要挂乌金。

5.1.4直接观察到的数据是齿面工作温度降低,磨机传动电流降低,因摩擦磨损降低了,摩擦系数?降低,电机耗能就少F=?m,磨机负荷不变,但?摩擦系数随着润滑油膜的变化而变化,润滑良好与传统的润滑比较,磨机节电量可达5-8%

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                           赵靖一

脚注信息
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