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摘要：介绍某厂BBD4060型钢球磨煤机耳轴连接螺栓频繁断裂，并针对频繁断裂的原因进行分析，提出处理方案。
关键词：钢球磨煤机；耳轴连接螺栓；原因分析；处理方案
一、设备概述：
黔西电厂4×300MW机组配置的制粉系统均为正压直吹式系统，每台炉配套设计4台双进双出钢球磨煤机，其中1、2号炉钢球磨煤机系沈阳重型机器有限责任公司产品。磨煤机罐体两端分别由36颗M36×255mm的螺栓连接，其磨煤机具体型号及参数如下：
型式： 双进双出磨煤机
型号： BBD4060
滚筒有效直径： 3.95 m
滚筒有效长度： 6.14 m
磨煤机转速： 16.6 r/min
最大装球量： 77 t
安装重量： 236 t
最重件重量： 55 t（筒体）
检修件重量： 20 t（大齿轮）
耳轴直径： 1.7m
耳轴连接螺栓数量： 36颗（单侧）
耳轴连接螺栓规格/材质 M36×255/34CrNi3Mo
二、存在的问题及分析
1.存在的问题：
我厂1号炉B磨煤机于2005年10月投入正常运行。2015年1月4日出现非驱动端耳轴连接螺栓断裂（11颗），经现场检查发现耳轴与罐体连接结合面间存在间隙，未有效啮合为一体，虽已对断裂的螺栓进行更换处理，但之后仍频繁发生耳轴接螺栓断裂的现象。在1号炉B修过程中，已将耳轴连接螺栓全部进行更换，且耳轴与罐体连接法兰间隙达到0.05mm以下（即0.05mm塞尺塞不下）。自2015年11月16日机组启动后，该磨煤机耳轴连接螺栓已断裂3次（共计11颗）。本年度截止2015年12月22日，1号炉B磨非驱动端耳轴共发生11次连接螺栓断裂。
现就针对1号炉B磨煤机耳轴连接螺栓频繁断裂原因进行分析，并制定相应的技术方案。
2.原因分析：
2.1 螺栓材质或规格型号不合格
该电厂1、2号炉磨煤机耳轴连接螺栓一直按照设计图要求进行物资申报（螺栓、螺母材质选用34CrNi3Mo），自今年（2015年）频繁发生断裂后，对最新采购的螺栓严格把关验收，并对螺栓的材质及硬度进行检测，检测结果均为合格。
图一为设计螺栓规格及我厂采购清单
经上述原因分析：螺栓材质或规格型号不合格，不是造成螺栓频繁断裂的主要原因。
2.2 检修工艺不合格
安装设计要求：端盖与轴头把合螺栓（即耳轴连接螺栓）的预紧力为130KN，然后用JB/6390，YLP03M39×3液压螺栓拉伸器（最大拉力为160KN）把螺栓拉长后拧紧螺母。厂家设计技术要求见图二
在1号炉B修前（当时螺栓拉伸器未到货）法兰最大间隙达到3mm以上，我部曾使用加力杆和手拉葫芦（5T）进行收紧，一度将法兰间隙缩小到2mm左右。可螺栓断裂还是比较频繁，且检修周期越来越短，由原来的1个月缩小到2周。
在1号炉B修过程中，我部将耳轴连接螺栓进行全部拆除，进行更换，在更换过程中使用了液压螺栓拉伸器来减小法兰间隙，当法兰间隙到达1.5mm后，螺栓拉伸器已失去作用，故再次采用手拉葫芦（5T）进行收紧，将法兰间隙缩小到0.05mm以内（即0.05mm塞尺塞不下），在更换过程中，螺栓所受的拉力已超出螺栓本身所受能承受的拉力（根据GBT1231 M30 10.9级螺栓设计使用拉力：最小329KN，最大397KN。螺栓保证载荷583KN，螺栓拉断的拉力要求583～696KN。根据螺栓预紧拉力推荐表（拉伸器选型用）显示，螺栓拉伸器达到12MPa时所产生的拉力为17460KN）。B磨自2015年11月16日运行后，运行不足一个月时间，再次出现断裂。（即12月2日，此次断裂2颗，12月19日，断裂4颗，12月21日，断裂5颗.且断裂的螺栓全部为1号炉B修过程中更换的螺栓）断裂位置见图三
经上述原因分析：更换后的螺栓（将法兰拉到0.05mm的螺栓），本部门未进行再次更换（没有考虑到螺栓的疲劳受损）。故检修工艺可能导致耳轴连接螺栓再次断裂。
2.3设备本身原因
2.3.1 耳轴与罐体连接为凹凸式法兰（即止口）损坏或法兰间进入杂物，导致法兰间存在间隙。耳轴与罐体连接方式见图四
螺栓断裂后，大罐内部小钢球或煤矸石顺着磨煤机端衬板间隙进入有间隙的法兰中，当在收紧螺栓的过程中，将会产生法兰间隙（即收不拢）。
在1号炉B修过程中，我部对B磨煤机非驱动动耳轴连接螺栓全部解体后，使用了压缩空气对内部灰尘进行了吹扫，同时在部门专职亲自用塞尺对内部划一圈后，未发现有异物卡涩。不存在责任心不强等原因检查不到位。故杂物卡涩导致法兰存在间隙或导致螺栓频繁断裂的原因不存在。
磨煤机罐体及耳轴所有的载荷均由两端主轴承座承载，而大罐及内部钢球（向下的重力）主要靠止口分解到磨煤机耳轴上，36颗耳轴连接螺栓只是起到连接固定作用（即连接螺栓主要承载轴向拉力）；当止口损坏或磨损严重，将导致连接螺栓承受横向的重大剪切力；将会导致螺栓频繁断裂。
经上述原因分析：连接法兰进入异物，导致螺栓频繁断裂的原因不存在。但磨煤机止口损坏或磨损严重可能导致螺栓频繁断裂。
2.3.2 耳轴失圆
耳轴与罐体集合面存在间隙，且结合面产生下张口，运行中连接螺栓转至下方需克服因罐体自重、振动带来的巨大张力。如耳轴失圆（即变成椭圆形）后，运行中的磨煤机大罐将向止口处产生重大的碰撞力，可能加速导致止口损坏。综合以上原因，耳轴失圆和法兰张口均会导致螺栓频繁断裂。
综上原因分析：可能导致螺栓频繁断裂原因有以下几点：
1.更换后的新螺栓未及时的进行再次更换，即在拉法兰过程中螺栓疲劳受损的螺栓未及时更换；
2.连接法兰齿口损坏；
3.耳轴失圆。
三、处理方案：
1、拆除耳轴上盖，用盘车装置盘动磨煤机大罐，测量磨煤机耳轴的的圆心，并做好记录。
2、倒出磨煤机罐体内的钢球，拆除耳轴连接螺栓对应的磨煤机罐体内衬板，采用千斤顶将磨煤机非驱动端顶起（顶起高度根据现场具体情况而定），以消除连接螺栓对罐体的承载力为准，确保耳轴处于自由重量状态。
3、拆除磨煤机非驱动端所有耳轴连接螺栓。
4、吊起耳轴，（吊起高度为，能全面观察到止口为标准），检查止口磨损或损坏情况，并将耳軸、罐体的螺栓结合面清理干净，用锉刀或角磨机打磨光滑。检查处理完成后，将耳轴恢复原位。
5、收紧螺栓过程中采用手拉葫芦对称进行螺栓紧固，消除结合面间隙，用塞尺检查耳轴结合面在整个圆周方向各点均无间隙，确保耳轴与罐体严密啮合；
6、再次更换每一颗螺栓，原则是拆除一颗，更换和收紧一颗；采用螺栓拉伸器按130kN的拉力进行紧固后，所有螺栓更换完毕后再用螺栓拉伸器采取160kN的拉力统一对螺栓进行全面对称复紧。
7、拆除罐体千斤顶，恢复磨煤机衬板及其它辅助设备，回装钢球后关闭磨煤机人孔门。
8、新螺栓、螺母材质选用34CrNi3Mo（原设计），安装前必须全部进行光谱和硬度检测。
三、结束语
球磨机耳轴连接螺栓断裂后处理，如检修质量不高，很难保证再次发生断裂的可能性。本文采用更换重新更换耳轴连接螺栓的方式，保证检修质量的工艺。保障了机组安全稳定运行，为球磨机耳轴连接螺栓频繁断裂处理提供了宝贵经验。
参考文献：
[1]《黔西电厂热机检修规程（锅炉部分）》
[2]《火力发电厂锅炉机组检修导则》（第4部分：制粉系统检修）
[3]《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）
[4]《火力发电厂设计技术规范》
关键词：钢球磨煤机；耳轴连接螺栓；原因分析；处理方案
一、设备概述：
黔西电厂4×300MW机组配置的制粉系统均为正压直吹式系统，每台炉配套设计4台双进双出钢球磨煤机，其中1、2号炉钢球磨煤机系沈阳重型机器有限责任公司产品。磨煤机罐体两端分别由36颗M36×255mm的螺栓连接，其磨煤机具体型号及参数如下：
型式： 双进双出磨煤机
型号： BBD4060
滚筒有效直径： 3.95 m
滚筒有效长度： 6.14 m
磨煤机转速： 16.6 r/min
最大装球量： 77 t
安装重量： 236 t
最重件重量： 55 t（筒体）
检修件重量： 20 t（大齿轮）
耳轴直径： 1.7m
耳轴连接螺栓数量： 36颗（单侧）
耳轴连接螺栓规格/材质 M36×255/34CrNi3Mo
二、存在的问题及分析
1.存在的问题：
我厂1号炉B磨煤机于2005年10月投入正常运行。2015年1月4日出现非驱动端耳轴连接螺栓断裂（11颗），经现场检查发现耳轴与罐体连接结合面间存在间隙，未有效啮合为一体，虽已对断裂的螺栓进行更换处理，但之后仍频繁发生耳轴接螺栓断裂的现象。在1号炉B修过程中，已将耳轴连接螺栓全部进行更换，且耳轴与罐体连接法兰间隙达到0.05mm以下（即0.05mm塞尺塞不下）。自2015年11月16日机组启动后，该磨煤机耳轴连接螺栓已断裂3次（共计11颗）。本年度截止2015年12月22日，1号炉B磨非驱动端耳轴共发生11次连接螺栓断裂。
现就针对1号炉B磨煤机耳轴连接螺栓频繁断裂原因进行分析，并制定相应的技术方案。
2.原因分析：
2.1 螺栓材质或规格型号不合格
该电厂1、2号炉磨煤机耳轴连接螺栓一直按照设计图要求进行物资申报（螺栓、螺母材质选用34CrNi3Mo），自今年（2015年）频繁发生断裂后，对最新采购的螺栓严格把关验收，并对螺栓的材质及硬度进行检测，检测结果均为合格。
图一为设计螺栓规格及我厂采购清单
经上述原因分析：螺栓材质或规格型号不合格，不是造成螺栓频繁断裂的主要原因。
2.2 检修工艺不合格
安装设计要求：端盖与轴头把合螺栓（即耳轴连接螺栓）的预紧力为130KN，然后用JB/6390，YLP03M39×3液压螺栓拉伸器（最大拉力为160KN）把螺栓拉长后拧紧螺母。厂家设计技术要求见图二
在1号炉B修前（当时螺栓拉伸器未到货）法兰最大间隙达到3mm以上，我部曾使用加力杆和手拉葫芦（5T）进行收紧，一度将法兰间隙缩小到2mm左右。可螺栓断裂还是比较频繁，且检修周期越来越短，由原来的1个月缩小到2周。
在1号炉B修过程中，我部将耳轴连接螺栓进行全部拆除，进行更换，在更换过程中使用了液压螺栓拉伸器来减小法兰间隙，当法兰间隙到达1.5mm后，螺栓拉伸器已失去作用，故再次采用手拉葫芦（5T）进行收紧，将法兰间隙缩小到0.05mm以内（即0.05mm塞尺塞不下），在更换过程中，螺栓所受的拉力已超出螺栓本身所受能承受的拉力（根据GBT1231 M30 10.9级螺栓设计使用拉力：最小329KN，最大397KN。螺栓保证载荷583KN，螺栓拉断的拉力要求583～696KN。根据螺栓预紧拉力推荐表（拉伸器选型用）显示，螺栓拉伸器达到12MPa时所产生的拉力为17460KN）。B磨自2015年11月16日运行后，运行不足一个月时间，再次出现断裂。（即12月2日，此次断裂2颗，12月19日，断裂4颗，12月21日，断裂5颗.且断裂的螺栓全部为1号炉B修过程中更换的螺栓）断裂位置见图三
经上述原因分析：更换后的螺栓（将法兰拉到0.05mm的螺栓），本部门未进行再次更换（没有考虑到螺栓的疲劳受损）。故检修工艺可能导致耳轴连接螺栓再次断裂。
2.3设备本身原因
2.3.1 耳轴与罐体连接为凹凸式法兰（即止口）损坏或法兰间进入杂物，导致法兰间存在间隙。耳轴与罐体连接方式见图四
螺栓断裂后，大罐内部小钢球或煤矸石顺着磨煤机端衬板间隙进入有间隙的法兰中，当在收紧螺栓的过程中，将会产生法兰间隙（即收不拢）。
在1号炉B修过程中，我部对B磨煤机非驱动动耳轴连接螺栓全部解体后，使用了压缩空气对内部灰尘进行了吹扫，同时在部门专职亲自用塞尺对内部划一圈后，未发现有异物卡涩。不存在责任心不强等原因检查不到位。故杂物卡涩导致法兰存在间隙或导致螺栓频繁断裂的原因不存在。
磨煤机罐体及耳轴所有的载荷均由两端主轴承座承载，而大罐及内部钢球（向下的重力）主要靠止口分解到磨煤机耳轴上，36颗耳轴连接螺栓只是起到连接固定作用（即连接螺栓主要承载轴向拉力）；当止口损坏或磨损严重，将导致连接螺栓承受横向的重大剪切力；将会导致螺栓频繁断裂。
经上述原因分析：连接法兰进入异物，导致螺栓频繁断裂的原因不存在。但磨煤机止口损坏或磨损严重可能导致螺栓频繁断裂。
2.3.2 耳轴失圆
耳轴与罐体集合面存在间隙，且结合面产生下张口，运行中连接螺栓转至下方需克服因罐体自重、振动带来的巨大张力。如耳轴失圆（即变成椭圆形）后，运行中的磨煤机大罐将向止口处产生重大的碰撞力，可能加速导致止口损坏。综合以上原因，耳轴失圆和法兰张口均会导致螺栓频繁断裂。
综上原因分析：可能导致螺栓频繁断裂原因有以下几点：
1.更换后的新螺栓未及时的进行再次更换，即在拉法兰过程中螺栓疲劳受损的螺栓未及时更换；
2.连接法兰齿口损坏；
3.耳轴失圆。
三、处理方案：
1、拆除耳轴上盖，用盘车装置盘动磨煤机大罐，测量磨煤机耳轴的的圆心，并做好记录。
2、倒出磨煤机罐体内的钢球，拆除耳轴连接螺栓对应的磨煤机罐体内衬板，采用千斤顶将磨煤机非驱动端顶起（顶起高度根据现场具体情况而定），以消除连接螺栓对罐体的承载力为准，确保耳轴处于自由重量状态。
3、拆除磨煤机非驱动端所有耳轴连接螺栓。
4、吊起耳轴，（吊起高度为，能全面观察到止口为标准），检查止口磨损或损坏情况，并将耳軸、罐体的螺栓结合面清理干净，用锉刀或角磨机打磨光滑。检查处理完成后，将耳轴恢复原位。
5、收紧螺栓过程中采用手拉葫芦对称进行螺栓紧固，消除结合面间隙，用塞尺检查耳轴结合面在整个圆周方向各点均无间隙，确保耳轴与罐体严密啮合；
6、再次更换每一颗螺栓，原则是拆除一颗，更换和收紧一颗；采用螺栓拉伸器按130kN的拉力进行紧固后，所有螺栓更换完毕后再用螺栓拉伸器采取160kN的拉力统一对螺栓进行全面对称复紧。
7、拆除罐体千斤顶，恢复磨煤机衬板及其它辅助设备，回装钢球后关闭磨煤机人孔门。
8、新螺栓、螺母材质选用34CrNi3Mo（原设计），安装前必须全部进行光谱和硬度检测。
三、结束语
球磨机耳轴连接螺栓断裂后处理，如检修质量不高，很难保证再次发生断裂的可能性。本文采用更换重新更换耳轴连接螺栓的方式，保证检修质量的工艺。保障了机组安全稳定运行，为球磨机耳轴连接螺栓频繁断裂处理提供了宝贵经验。
参考文献：
[1]《黔西电厂热机检修规程（锅炉部分）》
[2]《火力发电厂锅炉机组检修导则》（第4部分：制粉系统检修）
[3]《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）
[4]《火力发电厂设计技术规范》