刘玉民
(山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂)
故障现象
叶丝高温膨胀干燥机(HXD)主工艺风机传动组内的两件6220轴承在工作负载状态下,所呈现的温升变化幅度较大,温升大造成润滑脂氧化失效较快,致使润滑周期缩短。严重时与环境温度相比,温升在50℃以上,造成故障停机。
故障分析
叶丝高温膨胀干燥机 (HXD)的工艺任务是对叶丝进行快速干燥定型,提高叶丝填充值,降低焦油含量,去除杂气,改善烟丝内在品质。物料经过整个系统用时约为4秒,速度大约15m/s。工艺气体速度58m/s。此工艺过程的完成是靠Mistral公司型号为36/37的反向倾角风机(工作参数为:流量 35000m
3/h,全压 65mbar;转速 2965rpm;功率 185kW)完成的。
由上述的简介可知,工作状态下的风机负荷较大,作为风机支撑件的传动组受力较为复杂,主要受风机叶轮的重力、叶轮旋转扭矩、叶轮因气流脉动产生的振动。传动组内的两件6220轴承采用的润滑脂是壳牌施达纳(STAMINA)RL3润滑脂,其工作温度范围是-40℃~130℃,在此温度范围内该润滑脂的氧化安定性较好,润滑脂比较适宜的运转温度为50℃以下,当轴承温度超过70℃的情况下,轴承温度每超过15℃,润滑周期就要缩减一半。据此决定采取措施将HXD主工艺风机传动组轴承温度控制在55℃以内,有效的对设备进行计划预防维修、保养,避免突发故障的发生。分析后确定,利用对流原理加快传动组周围的空气流动速度,可达到降低传动组运行温度的目的。
维修措施
利用空气的对流原理,在工作现场用空压气喷吹的方式对传动组电机端进行降温,可有效的使传动组外表温度降低5℃~7℃。但采用空压气的噪声较大。这就需要考虑采用其他即节能、噪声又低的方式来解决传动组温升的问题。
通过现场测量分析发现:
(1)电机端传动组轴头轴向尺寸为46mm;
(2)位于蛇形弹簧联轴器的防护罩内的轴向尺寸为38mm;
(3)蛇形弹簧联轴器防护罩的侧端面具备开孔透风的条件。
基于上述的测量分析,决定在旋转轴上安装风扇,降低因轴承旋转、润滑油膜挤压摩擦形成的温升,使润滑脂在规定的润滑周期内始终在较低的温度范围内工作,形成润滑油膜,对减少摩擦和磨损有一定的效果,在设备运行上形成一个良性循环的过程。
通过查阅相关的风机设计手册、机械设计手册,确定相关参数完成图纸设计,如图1所示。
图1 降温风扇设计图纸
通过测量确认设备完全有空间安装传动组的同轴降温风扇,合理的利用传动轴空间,在防护罩内设计安装4片叶轮,使其随传动轴同速旋转。在联轴器防护罩上钻制环形排列的Φ25mm孔,钻孔后即不影响安全又不破坏防护罩的强度,产生的气流通过原风机联轴器的防护罩上加工的环形排列的孔吹到传动组上,来对传动组降温。如图2所示。
图2 现场组装图片
为了实现对传动组两端轴承运行温度变化的实时监测,增加了轴承测温传感器(红外测温仪),将轴承温度信号直接在HXD屏幕显示,并在程序中完善了工艺风机温度报警功能。
当工艺风机轴承温度超高时在屏幕上显示报警信息,提示操作人员关注工艺风机运行温度并采取相应措施,如图3所示。
图3 现场测温传感器实物图片
改造完成后,运行数据采集显示加装降温叶轮效果明显,电机侧、风机侧的运行温度稳定在48℃~50℃。
加装风扇前工作(过料)状态下温度记录,如图4所示。
电机端传动组轴承温度:52℃~56℃
叶轮端传动组轴承温度:43℃~45℃
加装风扇后工作(过料)状态下温度记录
电机端传动组轴承温度:43℃~48℃
叶轮端传动组轴承温度:43℃~48℃
图4 降温风扇安装前后的对比
改造后的主工艺风机传动组运行两年来,状态稳定,解决了温升大造成润滑脂氧化失效较快,致使润滑周期缩短轴承损坏的故障停机问题,降低了维修人员的劳动强度。
专家点评
本案例结合设备运行实际情况,通过改造来使设备达到Z佳的运行状态,延长保养周期,降低设备故障率,对于维修人员日常的设备维修工作具有较好的启发意义。本案例是借助原设备自身的动力,巧妙地利用对流原理,来达到降温的目的,是不错的技术创新项目,该项改造对于目前使用同类设备的厂家具有较高的推广价值。
来源:《科技致富向导》2008年18期