回转窑托轮的维护与调整

 

    目前,回转窑在水泥熟料的煅烧过程中以其优质、稳定、高产,已经在我国水泥行业中得到广泛的推广和应用。随着我国水泥产量在全国各地区逐渐趋于均衡,各企业为了追求利益最大化,逐渐更加重视减低成本、提高设备运转率和可靠性。这其中回转窑由于在熟料煅烧过程中,因处于直接决定整个工厂产品质量和能源消耗的特殊地位,提高回转窑的运转率和可靠性成为水泥企业生产和设备管理的重中之重。这其中托轮运转状况的优劣又是重点之一。但是,由于各地区各企业的技术力量不平衡,回转窑的托轮问题,尤其是托轮轴承瓦高温问题一直困扰着一些水泥企业。以下仅介绍笔者的一些认识以供大家借鉴和探讨。
1 在回转窑维护和调整中,要对托轮和轮带进行一些必要的检查和测量
    对托轮的检查和测量,无论对维护维修还是对安装工作都是非常重要的一环,是所有其他一切工作展开的基础。我们知道,在设计上托轮中心轴线和轮带中心轴线在回转窑纵向中心线垂直面上的位置关系,是正三角形关系。无论是安装回转窑托轮,还是维护他们,都必须以其实际尺寸来确定或校验他们之间的相互关系,以确保符合设计要求。 为此,维护调整时测量的尺寸应该包括:轮带外径,托轮的外径,托轮轴的外径,同时包括上述部位外表面的锥度,以及托轮底座的实际有效高度,另外还应测量托轮安装后托轮轴中心到回转窑中心的水平距离,以及轮外表面的平整性,和圆度。
2 运行中要确保托轮处于合理的位置,从而保证托轮不受到纵向外力
    前面说过,要使托轮正常工作,需要两个托轮纵向中心线与轮带纵向中心线平行,且都垂直于回转窑的纵向中心线,同时在垂直于回转窑的纵向中心线的垂直面内两个托轮中心点与轮带中心点构成正三角形,相互夹角为60°,且其误差一般不超过2°(见图1),且各档托轮和轮带的上述三角形都要达到上述要求。只有保证夹角60°左右,驱动回转窑的动力载荷才最小,各托轮受力也最小,才能保证托轮的工作状况良好。只有在次状况下才能保证各托轮瓦受力合理,避免因托轮受到纵向力而使托轮瓦边与托轮轴挡圈不合理的摩擦,从而导致托轮瓦因积聚热量过多而最终刚度降低、拉伤变形而失效。同时,只有在此状况下,才能保证液压挡轮受力合理。
图1 回转窑托轮与轮带相对位置示意图
    我们知道,托轮瓦温度过高会导致其变形、拉伤、失效。而温度高的主要原因是托轮瓦内积聚过多热量,而热量的来源除了外部辐射外,主要是托轮瓦边与托轮轴和托轮轴挡圈摩擦引起的。而托轮轴纵向中心线与回转窑纵向中心线不平行且误差稍大时,会导致托轮轴挡圈与托轮瓦边出现急剧摩擦从而积聚较多热量,继而变形拉伤而失效,同时托轮瓦的铜合金还会粘连在托轮轴的工作表面。这是回转窑托轮瓦和托轮轴失效的一种常见现象。托轮轴纵向中心线与回转窑纵向中心线不平行的原因有二:一种是托轮(或轮带,但几率较小)外表面的圆柱度误差过大,通俗讲就是托轮有了大小头;另一种原因是托轮座摆放不合理,其原因可能是螺松动而托轮发生位移,也可能是测量或计算错误。
3 托轮轴承运转中出现高温的几个现象和建议措施
    回转窑安装完成投产后,托轮一般来说都需要在试运行期进行微量调整。这是一种正常的调整,是设备维护工作的一各重要组成部分。调整的基本可能起因是:个别托轮瓦的运行温度比较高,达到55℃,甚至更高,达到65℃以上,以致设备不能维持正常运转。调整以前,首先要对回转窑进行全面的检查,从总体上判断托轮瓦发热的数量、原因及程度,来采取措施。一般而言,有以下几种情况:3.1仅是托轮瓦温度高,合金瓦边没有和托轮轴档圈出现接触性相互摩擦,托轮瓦与拖轮轴之间没有相互粘连,并且其他各托轮的情况也是这样此时,则应该以三个方面进行评估。
第一, 回转窑筒体的热辐射对托轮瓦的温度升高的影响。
    如果托轮座上盖温度都达到45℃以上,则窑筒体的热辐射对托轮瓦的高温现象贡献就比较大,这样应该采取隔热措施,阻断来至于窑筒体的对托轮座的热辐射。
第二, 循环冷却水对托轮瓦的冷却能力。
    如果循环冷却水的流量不足,则应全面检查循环冷却水系统,使之提供足够的冷却水量,带走托轮轴与托轮瓦摩擦产生的大部分热量。为了便于检查循环水量,建议在每个托轮瓦的循环水管上安装一个水流量计。
第三, 润滑油的问题。
    如果热辐射不严重,冷却循环水量也没问题,则应全面分析润滑油的状况。首先,检查油量,须确保有充足的润滑油来润滑和冷却托轮瓦和托轮轴;同时检查润滑的粘度,须确保有足够的粘度,以便在托轮轴和托轮瓦之间形成一定厚度油膜,避免两者之间直接接触摩擦;最后,检查润滑油的品质,确保润滑油中的杂质不超标。
3.2托轮轴档圈与托轮瓦直接接触,出现相互摩擦,但没有出现托轮瓦与托轮轴相互粘连
    这个时候,表现为托轮轴档圈和靠近档圈的托轮轴温度比较高,尤其是档圈温度更高。而与之相对应的同一个托轮的另一个轴承的托轮轴档圈没有与托轮瓦边接触,且间隙比较大,则应该调整该托轮轴承座的位置。具体是进还是退,则应根据托轮轴挡圈所处的位置,托轮轴上油膜和其他托轮的情况综合考虑进行。
3.3托轮轴档圈与托轮瓦直接接触,出现相互摩擦,而且,托轮瓦与托轮轴已经相互粘连
    该种情况下,如果托轮轴表面仅仅是少数线形粘连,须首先更换托轮轴承座内的润滑油,以降低托轮轴承做内部温度。然后,需要根据实际情况微量调整托轮轴承座的位置,消除托轮轴档圈与托轮瓦相互摩擦现象。其次,检查轴承内部是否有可见杂质,如有需尽快清除之,同时,尽快更换托轮内部的润滑油。
    如果托轮轴上已经出现大面积铜(见图2),则建议停窑更换或修复该托轮轴,更换托轮瓦。
图2  托轮轴表面粘有大量铜合金
3.4合金瓦边和托轮轴档圈没有出现接触性相互摩擦,但托轮瓦与拖轮轴相互粘连,并且托轮内部温度比较高
此时,估计是托轮座内出现了污染问题。
    一般情况下,是托轮座内出现微小颗粒状杂物,该杂物极易进入托轮瓦与拖轮轴之间,破坏托轮轴和托轮瓦工作面,使之发热失效。此时,应该彻底更换托轮座内部润滑油,检查颗粒来源,比如上盖内侧是否粘有杂物,下底座内部是否存在杂物,所加润滑油是否收到污染,等等。
    另外,还发现托轮端盖密封弹簧进入托轮瓦与托轮轴之间,引起托轮轴和托轮瓦严重拉伤现象。
    针对托轮瓦与拖轮轴相互粘连的现象,如果不严重(拉伤仅是线条状,或者拉伤面积小于正整个托轮轴的1/6),则可以通过托轮轴与托轮瓦在要慢速的旋转相互情况下,恢复到正常状况,不必一定要更换托轮和托轮瓦;但是,如果粘连比较严重的情况下,则必须停窑更换托轮(或修复受伤托轮)和托轮瓦(或重新刮研托轮瓦)。
4 回转窑运行中会出现动态变化,所以要对托轮进行定期的全面检查和调整
    有些单位和企业在回转窑投产以后,认为设备已经安装完好,不再对托轮进行必要的调整,害怕引发设备故障和事故。但是,回转窑运转一段时间后,回转部位会出现状态变化。比如,各紧固螺栓,尤其是轴承座和钢底座之间螺栓在经过回转窑的几个冷热开停周期后,会松动,这样就会引起托轮轴承座的位置变化。如发现该情况,则应尽快紧固之。
    还有,无论是托轮、轮带还是大小齿轮经过一定时间的运转后,都会出现程度不同的磨损。无论是磨损是否一致,这个时候都应该对回转窑的托轮进行调整。如果,磨损一致的话,会逐渐出现齿轮传动系统中心距的变小,齿轮啮合不良,齿轮啮合振动加大。此时,应根据托轮和轮带测量数据适当调整托轮,恢复大小齿轮的中心距。如果,磨损不一致的话,除可能出现传动齿轮啮合不良外,还可能出现托轮瓦运行温度升高,轮带受力不合理等其他现象。此时,应根据托轮和轮带测量尺寸结果,综合考虑后调整。
5 结束语
   
    除前面说过的回转窑本身在运转中会出现各种变化外,经过一定时间后回转窑的基础也可能出现不均匀沉降,因此,为了保证回转窑长期处于合理运行状况,应该对回转窑进行定期全面测量,根据测量结果和以往的安装调整记录和图纸,反复衡量和计算,确定调整方案,合理地对回转窑进行调整。
 

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