浅析HP863 型磨煤机减速机损坏原因与预防措施

【摘 要】HP863 型磨煤机的减速机发生严重损坏事故提醒我们不得不关注HP863 型磨煤机减速机损坏问题。要找出设备损坏的真正原因，必须从设备检修维护角度出发，分析这一事故发生的各种可能原因，并且在检修维护的同时做好该类事故的预防工作，让使用此设备的单位在维护、运行上有所参考，最终达到降低该类减速机类似事故发生率的目的。本文针对这一事件探讨了HP863 型磨煤机减速机损坏原因与预防措施。

【关键词】减速机；中速磨；损坏；原因分析；预防

1 设备概况

根据美国CE 公司HP 磨煤机的特殊工作要求，KMP250 型减速机研制出来了。KMP 系列减速箱第一级是经过碳淬硬程序精度较高的刮削螺旋伞齿轮副，第二级是行星齿轮传动。内齿圈是强度较高的调质范成法铣齿，行星轮和太阳轮都是经淬硬程序之后的磨齿。轴类零件上有FAG 滚动轴承，其包含较长的工作寿命。一套（ 12 块） 在减速箱上部自位扇形止推滑动轴承承载了来自磨煤机的超大轴向载荷。箱体的焊接结构包含加强筋，能够达到承载时的钢度和强度要求。

KMP 系列减速箱的和冷却工序是由独立的供油装置控制的，经过滤及冷却过后的油通过减速箱内喷油管喷向所有轴承和齿轮。油泵、磨煤机及减速机的主要技术参数见表1～表3。

2 损坏过程

2.1 事故前状态

某电厂在发生磨煤机减速机事故前10 天，减速机输入轴油封处存在渗油现象，其它情况正常。

2.2 损坏过程的发展

某日，该磨煤机本体内部强烈振动的情况发生了。在检查后发现： 第一级作用于煤粉分离部位具有防磨功能的导向衬板不仅脱落而且有一半是损坏的，风环调节罩与导向衬板刮磨，并且分别有两片脱落和两片严重卷曲变形。因负荷过重，导致当时不得不在清除内部杂物、检查完善后才转磨，检查过后运行的磨煤机异常声音变小，进一步调整煤质之后将会开展检修工作。

四天后，该磨煤机减速机异常声音不断增大，尤其是在对轮处。停磨后检查出膜片厚度方向有3 /4是断裂的，对轮膜片上的把合螺丝存在很大的松动现象。以当时的分析看来减速机膜片或内部损坏引起了磨煤机减速机异常声音的发出，在定制膜片备件的那段时间，处理好磨煤机内部脱落的调节罩和衬板的同时，也请厂家来人对减速机故障进行了确认和指导工作。

十天后，用新到货的新膜片进行了联接试转，减速机仍存在异常声音严重的情况，由此判断机器内部已经损坏，必须立刻停磨。检查油站滤网后发现油中存在大量金属粉末，由此判断减速机齿轮或内部轴承已经损坏，立刻检查了减速机。

2.3 损坏结果

拆卸该减速机输入轴后，大伞齿轮严重断齿、打齿情况也出现，输入端伞齿轮轴齿轮上存在大量磨损麻点，大伞齿轮上的轴承和输入端伞齿轮轴的两组轴承都损坏了。近70 天的维修之后，设备重新运行。这次事故不但导致公司的发电量遭受严重影响，还导致公司因损坏较重不得不支付近50 万元维护费用。

3 损坏的原因

从设备检修和维护的角度上看，引起轴承和减速机齿轮严重损坏的原因由内部原因和外部原因构成。内部原因包括： 不良、设备本身存在的质量缺陷、安装工艺不佳和一直存在的没有得到及时处理的某些缺陷（ 如轴异常声音、承超温、振动等）等。外部原因包括： 工作机故障和与减速机相连的驱动电动机故障等。

3.1 内部原因

3.1.1 设备本身质量原因

减速机最容易、最常见发生的问题就是轮齿点蚀、掉块、断齿和剥落，掉块、断齿现象出现最为频繁的部件是低速级的齿轮。在供油油压、传动负荷、油量、油质等趋于正常的情况下，减速机的齿轮的单重和直径最大，毛坯锻造、安装要求、机械加工和热处理难度是最大的，输出大齿轮承受的转矩最大，受力最大，转速最低，因此在控制、质量检验、技术等其中一道工序中没有认真把关，极有可能会造成该齿轮在使用中出现问题。

在设备损坏后，检修人员认真检查了损坏齿轮的断面，没有发现明显存在的加工方面、铸造的缺陷。从设备投运已2 年多的时间方面上考虑，设备投运后运行一直处于相对稳定状态，并没有出现过设备本身质量原因导致的如轴承振动大、温度高等异常状况，因此通过分析实际运行状态，可以考虑排除设备本身质量差而导致损坏的可能性。

3.1.2 状况不佳

减速机系统质量的好坏会减速机的使用时间的长短造成直接影响，如减速机发烧、胶合甚至断齿，齿轮点蚀、输出轴、输入轴轴端漏油，轴承发热甚至烧毁等都和减速机系统有着十分密切的联系。据统计，国产的大型立式行星齿轮减速机使用的时候，有50% 以上减速机事故是不良导致的。造成不良的原因有供油泵故障导致供油中断、管道漏油导致低油位、系统堵塞、粘度的变化和油温过高或过低导致的油压和油品质差等。

逐项排查常见不良的原因之后，本事故发生的原因仅与油质不良相关。设备损坏后检验油品，存在粘度降低比较多的现象，由320 降到220，而且油中包含较多的杂质。由于现场磨煤机的石子煤人工排放对设备造成了比较严重的污染，造成油质劣化速度加快，不合格的油质导致齿轮和轴承的磨损变快，但是因为这个原因而造成设备损坏的过程应是缓慢发展的，而且趋势不断加重。分析这个例子，减速机突然振动情况，油质质量的不足是造成这个损坏事故的一个原因，但不是主要原因。

3.1.3 没有及时处理好长期存在的缺陷

轴承磨损和长期运行后齿轮等原因会造成设备产生振动，而长期振动又会造成内部紧固件松动造成振动加剧的结果。同样，经长期运行后的轴承由于磨损或不良，会导致温度升高的状况发生。如果不能及时处理好这些异常情况，设备的不良状况将会愈加严重，最终会造成设备的严重损坏的结果。在这个事件中，异常声音情况严重，振动情况发展较快，而且在最后一次试转后，发现轴承温度存在明显升高的情况，这说明振动、设备的异常声音及轴承温度升高等虽然不是长期发展造成的，但是从这些异常现象可以分析出设备在不同阶段已发生了不同程度的损坏。在这个事故中，由于相关技术人员辨别减速机异常声音的经验不足，不能及时找出齿轮啮合方面的问题，最终造成设备损坏的结果。所以，一旦发现设备存在异常状况时必须及时进行排查工作，否则会导致不可想象的后果。

3.1.4 安装工艺不精

中心位置不良是造成转动设备故障的一个十分重要的原因。电动机和减速机的中心线处在相同轴线上才可以保证减速机的齿轮的啮合状态良好，使设备平稳运行。假设电动机和减速机的中心线不处于同一条轴线上，正在运行的减速机的输出轴产生比较大的斜拉力，会造成高低速轮上的啮合面减小以及轮齿上的偏载负荷增加。齿轮偏载运行时间过长，两端轴承部位转角的产生，是减速机齿轮断齿、掉块等故障发生的重要原因之一。该设备损坏后，原始安装中心经校对后，发现其中心不良的问题，其径向和轴向分别存在0. 7 mm 和0. 4 mm 的偏差。所以中心在原始安装时位置不佳，会造成日后设备的损坏。

工作机（ 磨煤机）与原动机 之间独立的闭式传动装置是减速机，它的主要作用是降低转速以及增大转矩。所以减速机的损坏既包含内部原因，也与其外部相连接的工作机和驱动电动机息息相关。

3.2 外部原因

3.2.1 驱动电动机故障

中心的变化是驱动电动机故障给减速机造成的不良影响，平常的地角螺栓松动、电动机轴承损坏等故障也可能影响减速机的中心。

3.2.2 工作机故障

磨煤机底部防磨衬板在短时间内脱落数量较多，从而强烈冲击减速机的内部，这也是造成本次事故的重要原因。在重新安装节流环之后磨煤机在风环上叶片之间的流通宽度只有38mm × 230 mm，但是掉落的导向衬板的尺寸已经超出这个流通宽度。面积相对较大的衬板由于无法从风环处甩出，只能依靠磨煤机离心力被甩向调节罩、风环、中间衬板或另外的底部衬板。因为这个过程会造成内部运动出现混乱，相对较大的衬板运动与环绕在其周围的物体发生的刮磨、别、卡等状况，强烈冲击了减速机内部。据本例分析这种过载荷冲击膜片损坏的直接原因。从膜片的损坏结果分析（ 损坏的各片都有不同程度的卷边） ，膜片并不是一下子折断， 而是在承受过载力的逐渐加强的过程中随之慢慢地折断，另外这种非正常载荷在从磨碗向下传递时，减速机内部的轴承和齿轮不得不承受一些附加的载荷，这也会严重影响减速机的运行，因受附加冲击力影响，位于减速箱内部的齿轮啮合间隙也产生了变化，最终导致减速机存在不正常声音并走向损坏。

根据上述分析能得出结论： 磨煤机内衬板的掉落是此次减速机遭遇严重损坏的主要原因； 次要原因包括三点： 一是未能及时化验油，导致设备的磨损加重。二是检修人员缺乏经验； 三是设备原始安装中心不良、工艺不佳，增加了事故发生的可能性。

4 预防措施

（1）做好系统的保护工作，减速机的漏油现象影响设备正常运行的同时，也使油耗量增加、造成环境污染，甚至会导致减速机的齿轮啮合面磨的损程度加大、少油及断油，进一步发生剥离或咬焊，最终引发设备事故。所以运行过程中一旦发现某些部位如轴封等存在渗漏油情况就必须马上处理，以免不良影响趋向严重而危害设备。并且定期化验油，从而保证设备，状态良好；完善制粉系统，减少粉尘污染，这些都是日常维护工作不可忽视的部分。

（2）磨煤机内部导向衬板虽然包含耐磨、硬度高等优点，但也包含脆性大、磨损后受到冲击时可能发生破碎、脱落等缺点，这严重威胁了磨煤机安全运行。所以，日常维护中重点监测对象是该衬板的磨损量，当磨损量达到1 /2 时就马上更换。另外，在实际生产中改变衬板材质，不仅可以保证耐磨性，而且使其脆性降低，从而提高其耐冲击性能，避免衬板频繁脱落，保证磨煤机处于良好状态。

（3）必须保证减速机和电动机的中心线安装调整于同一条轴线上，这是设备安装和检修时应注意的。假如对中超过规定标准，运行时会产生比较大的轴向力，而联轴器起到缓冲一部分作用力的作用，其余的力就会破坏轴系上的部件。

（4）必须培训检修人员，增加检修人员对减速机的性能、内部结构及常见异常现象的了解和掌握。并且在生产实践中，需要不断积累经验和提高处理问题的能力。

5 结束语

中速磨煤机所配立式行星齿轮减速机的损坏形式各不相同，如高速轴断裂、噪音、轴承损坏、电动机烧坏、振动、和齿面折断等情况都将给企业带来巨大影响。所以，只有在生产实践过程中加强学习、吸取教训、总结经验，增强分析和处理损坏问题的能力，才能保证设备长期可控、安全、平稳、健康。

参考文献：

[1]罗嗣林.改性聚四氟乙烯油封在减速机上的应用[J].煤矿机械，2007（8）.

[2]王立军，张永帅.轧机减速机系统常见问题及解决方法[J].重工与起重技术，2010（1）.

[3]路建伟，李俊平，连项峰.减速机轴断裂的分析与预防[J].金属世界，2007（6）.

[4]贾光华.减速机漏油的原因分析及对策[J].电力安全技术，2006（12）.