论文部分内容阅读
摘要：宝钢湛江钢铁炼铁厂500万吨自熔性球团生产线，是国内第一条自主集成、具有知识产权的生产线。本文通过对2号S13000-11T回热风机轴承损坏现象分析、推断损坏的可能原因，采取针对性的措施进行处理。经过7个月的运行跟踪，其各项指标未发生异常。
关键词：轴承；游隙；膨胀；轴向力；疲劳
1、回热风机基本情况及存在问题
湛钢炼铁500万吨自熔性球团生产线是国内第一条自主集成、具有知识产权的生产线。2台S13000-11T回热风机，是实现从预热II段向抽干段提供热量工艺要求的关键设备，设计风量13000m3/min （工况），介质温度380℃～500℃。风机由沈阳鼓风机厂设计制造，转子总重13.7吨，结构见附图1；水冷轴承座，轴承23256（SKF）双列自调心球面滚子轴承、46#气轮机油，稀油强制润滑，润滑原理图见附图2。
自投产以来，实际工况风量8500～9500m3/min，风温360～440℃，轴承入口油温25～30℃，出口油温<45℃，油脂检验理化性能合格，但轴承平均使用寿命约为60～90天。
附图1：回热风机结构示意图
附图2：回热风机润滑站原理图
2、回热风机轴承损坏现象与原因分析
2.1轴承采用驱动侧固定，非驱动侧为自由滑动状态的安装形式。经查询设备履历，1、2号回热风机轴承驱动端损坏4次，非驱动端损坏2次，连续使用寿命最短的为5天，最长的78天。从历次轴承损坏的现象看，其部位均为双列轴承外侧、用手电光检查发现滚道磨损且受力点偏移（固定端为双列轴承偶合器侧滚道，自由侧为慢驱侧滚道）。见附图3
附图3：外圈滚道剥落及磨损、受力痕迹
2.22016年5月，发生非驱动端轴承滚道外侧剥落，经分析为疲劳造成，初步判断该部位存在较大的受力。附图4
附图4：轴承内圈剥落
2.3查询轴承特性曲线（含SKF），其使用寿命与游隙呈以下关系。附图5
附图5：轴承寿命-游隙图
由现象1、2推断，风机转子受到向两侧的轴向力，造成轴承受力点偏移、单边受力及游隙、受力超过许用值，判断是由于自由侧不“自由”造成。
3、制约“自由”的因素
3.1设计、安装因素
3.1.1初始安装或运行过程中受地质沉降的影响，使两侧轴承座的水平标高发生变化，造成轴向膨胀时“自由”受阻。
3.1.2轴承座为剖分式结构，为确保不漏油，安装时常在分型面打硅胶。受现场安装条件及检修人员图“省事”，往往造成硅胶进入轴承座或轴承分油槽内，造成轴承“自由”受阻。
3.1.3風机工况轴向膨胀量约20mm，受预热II段工况变化，自由端轴承与轴承座之间产生相对滑动，长期运行会破坏原加工精度，甚至出现沟槽，轴向“自由”受阻。
3.1.4设计时提供的公差配合没有考虑到实际加工过程中轴承座孔的不圆度及安装时控公差下限控制。
3.2工况影响
因满足工艺需求，其工况发生变化，脱离长期运行的区间，轴承与轴承座的配合间隙将变小“自由”受限。
4、消除制约“自由”的因素
针对以上可能引起炼铁球团2号回热风机轴承损坏的因素，采取以下措施消除制约“自由”因素的条件。
4.1测量并调整风机两端轴承座的水平标高，从0.9mm调至0.4mm（设计0.5mm）。
4.2因暂无轴承座备件，对“自由端”轴承座下表面的沟槽修复处理，消除沟槽。
4.3监控分型面打硅胶的量，严禁进入轴承区。
4.4对轴承与轴承座顶间隙按设计公差的上限参数控制。
5、运行效果及存在问题
5.1自5月中旬投入使用已有7个月，其轴承座振动值在1mm/s以内，声音清脆、温度平稳。见附图5
附图5：2号回热风机2016年12月6日运行实绩
5.2当工况温度超过430℃时振动会升高到1.4mm/s以上，初步判断自由端的轴承座存在轴向不圆度的可能性较大，因此轴承座在2017年有必要进行处理。
结束语
宝钢湛江钢铁炼铁厂第一条国内自主集成、具有知识产权的500万吨自熔性球团生产线。设备“放大”后，将会出现很多“小型”球团生产线未曾出现过的问题。不管现象如何，但只要我们一直坚持“答案在现场”，问题终究会成为历史。
参考文献：
[1]机械设计（东北大学出版社）、SKF轴承手册、矿冶工程维修工程学（孙家骥）
关键词：轴承；游隙；膨胀；轴向力；疲劳
1、回热风机基本情况及存在问题
湛钢炼铁500万吨自熔性球团生产线是国内第一条自主集成、具有知识产权的生产线。2台S13000-11T回热风机，是实现从预热II段向抽干段提供热量工艺要求的关键设备，设计风量13000m3/min （工况），介质温度380℃～500℃。风机由沈阳鼓风机厂设计制造，转子总重13.7吨，结构见附图1；水冷轴承座，轴承23256（SKF）双列自调心球面滚子轴承、46#气轮机油，稀油强制润滑，润滑原理图见附图2。
自投产以来，实际工况风量8500～9500m3/min，风温360～440℃，轴承入口油温25～30℃，出口油温<45℃，油脂检验理化性能合格，但轴承平均使用寿命约为60～90天。
附图1：回热风机结构示意图
附图2：回热风机润滑站原理图
2、回热风机轴承损坏现象与原因分析
2.1轴承采用驱动侧固定，非驱动侧为自由滑动状态的安装形式。经查询设备履历，1、2号回热风机轴承驱动端损坏4次，非驱动端损坏2次，连续使用寿命最短的为5天，最长的78天。从历次轴承损坏的现象看，其部位均为双列轴承外侧、用手电光检查发现滚道磨损且受力点偏移（固定端为双列轴承偶合器侧滚道，自由侧为慢驱侧滚道）。见附图3
附图3：外圈滚道剥落及磨损、受力痕迹
2.22016年5月，发生非驱动端轴承滚道外侧剥落，经分析为疲劳造成，初步判断该部位存在较大的受力。附图4
附图4：轴承内圈剥落
2.3查询轴承特性曲线（含SKF），其使用寿命与游隙呈以下关系。附图5
附图5：轴承寿命-游隙图
由现象1、2推断，风机转子受到向两侧的轴向力，造成轴承受力点偏移、单边受力及游隙、受力超过许用值，判断是由于自由侧不“自由”造成。
3、制约“自由”的因素
3.1设计、安装因素
3.1.1初始安装或运行过程中受地质沉降的影响，使两侧轴承座的水平标高发生变化，造成轴向膨胀时“自由”受阻。
3.1.2轴承座为剖分式结构，为确保不漏油，安装时常在分型面打硅胶。受现场安装条件及检修人员图“省事”，往往造成硅胶进入轴承座或轴承分油槽内，造成轴承“自由”受阻。
3.1.3風机工况轴向膨胀量约20mm，受预热II段工况变化，自由端轴承与轴承座之间产生相对滑动，长期运行会破坏原加工精度，甚至出现沟槽，轴向“自由”受阻。
3.1.4设计时提供的公差配合没有考虑到实际加工过程中轴承座孔的不圆度及安装时控公差下限控制。
3.2工况影响
因满足工艺需求，其工况发生变化，脱离长期运行的区间，轴承与轴承座的配合间隙将变小“自由”受限。
4、消除制约“自由”的因素
针对以上可能引起炼铁球团2号回热风机轴承损坏的因素，采取以下措施消除制约“自由”因素的条件。
4.1测量并调整风机两端轴承座的水平标高，从0.9mm调至0.4mm（设计0.5mm）。
4.2因暂无轴承座备件，对“自由端”轴承座下表面的沟槽修复处理，消除沟槽。
4.3监控分型面打硅胶的量，严禁进入轴承区。
4.4对轴承与轴承座顶间隙按设计公差的上限参数控制。
5、运行效果及存在问题
5.1自5月中旬投入使用已有7个月，其轴承座振动值在1mm/s以内，声音清脆、温度平稳。见附图5
附图5：2号回热风机2016年12月6日运行实绩
5.2当工况温度超过430℃时振动会升高到1.4mm/s以上，初步判断自由端的轴承座存在轴向不圆度的可能性较大，因此轴承座在2017年有必要进行处理。
结束语
宝钢湛江钢铁炼铁厂第一条国内自主集成、具有知识产权的500万吨自熔性球团生产线。设备“放大”后，将会出现很多“小型”球团生产线未曾出现过的问题。不管现象如何，但只要我们一直坚持“答案在现场”，问题终究会成为历史。
参考文献：
[1]机械设计（东北大学出版社）、SKF轴承手册、矿冶工程维修工程学（孙家骥）