液压挡轮推力轴承损坏原因分析及处理
2022-08-01周亮1，付文辉2
1分宜海螺水泥有限责任公司；2安徽芜湖海螺建筑安装工程有限责任公司
01 设备介绍
某公司一线ф4m×60m新型干法水泥生产线，2003年7月投产运行至今。三档支撑，单传动，斜度4％(正弦)，窑体旋向从窑头看窑尾为顺时针，其主要部件布置见图1。
图1 回转窑主要部件图
图2 液压挡轮三轴承系统结构图
回转窑采用单液压挡轮装置控制窑的上下运行，液压挡轮为三轴承系统见图2。
02 故障详情
2019年4月，现场巡检发现液压挡轮底盖螺栓断裂一只，立即采取底盖下部加垫圆钢措施，并持续监控运行。
2019年7月，中控操作员发现窑电流逐步增大，随即通知相关人员查找原因，现场发现液压挡轮存在卡阻不转现象，挡轮接触面有擦伤，底盖螺栓断裂5只；随后逐步减产及降窑速，止料停机进行临停检修，更换液压挡轮。
经检查液压挡轮，底盖螺栓M20×60断裂，挡轮接触面擦伤，并倾斜导致一端擦碰液压挡轮缸，蘑菇头底部与基座结合面迷宫处磨损拉出铁屑；经拆解液压挡轮后，发现挡轮下端推力轴承(29326)保持架、滚子等部件全部碎裂，另两套双列滚子轴承较好；蘑菇头底部迷宫边与基座迷宫表面磨损严重。
03 采取措施
通过受力分析，初步判断，液压挡轮中心线与窑中心线偏差过大，由于缺少专业的仪器，偏移量不能准确的核定，安装调整过程中主要密切关注液压挡轮受力面接触情况；本次安装，液压挡轮中心线向运行旋出端移动3mm安装，减少挡轮受力；将基础松动部分二次灌浆去除，内垫板重新紧固；拆下液压挡轮修复时，将厂家原装的内六角螺栓M20×60更换成M24×60螺栓，且内孔要求铣平，增加接触面。
重新安装液压挡轮后，运行一段时间，液压挡轮还是有不规律的轻微抖动，液压挡轮油站显示压力在5～6MPa，窑工况波动时液压挡轮出现振动。2019年10月对回转窑进行中心线检测，其中发现液压挡轮轴线与窑中心线有严重偏差，偏向旋入侧10mm，见图3，严重超出规定范围。安装规范：挡轮装置相对窑中心线要偏向轮带的旋入侧，偏移量为2～5mm(不同厂家有不同规定，也有规定偏向旋入侧0～5mm)。
图3 液压挡轮轴线与窑轴线偏差
图4 液压挡轮向旋出侧(左侧)移动8mm
随即对液压挡轮进行调整，将液压挡轮向旋出侧(左侧)移动8mm，见图4。
调整后，液压挡轮运行正常，液压挡轮油站显示压力从5MPa下降到2MPa，至今运行平稳。
04 原因分析
液压挡轮偏移量过大，从记录检查来看，主要是因为处理大齿轮运行振动时，调整三档托轮不是很规范，有时只调整一边，调整记录数据显示偏差不大，但由于受力的变化，托轮的磨损等原因，实际窑中心线偏移的尺寸已经大于记录上的尺寸；偏移量过大导致液压挡轮下部轴承及底盖螺栓受力大。
挡轮和轮带一般成一个锥角倾斜接触，正常工况下，垂直于接触面的正压力会产生一个竖直向下的分力，轮带给挡轮装置一个向下的压力Fy(见图5)；同时，安装时要求挡轮装置相对窑中心线要偏向轮带的旋入侧，偏移量为2～5mm，以确保轮带给挡轮的作用力始终是向下的。
图5 轮带对挡轮的力
但当挡轮的安装位置错误，挡轮装置的中心线偏向了轮带的旋出侧、或者过于偏向旋入侧，或者窑的中心线发生弯曲变形；轮带旋转时就会向上或者向下带挡轮(另外挡轮和轮带的接触面磨损不均、出现沟槽时，轮带旋转时也可能会给挡轮装置造成上拔或者下压的现象)。
该公司#1窑的液压挡轮过于偏向旋入侧，轮带旋转时给挡轮造成过大的向下作用力，导致液压挡轮底部推力轴承受力过大，进而造成底盖螺栓断裂、轴承损坏等一系列问题；经平移调整后，液压挡轮运行至今未出现过底盖螺栓断裂、轴承损坏事故。
05 结语
挡轮在安装时要把握好关键尺寸，控制好偏差范围，如挡轮和轮带的接触长度、挡轮的斜度、挡轮横向偏移量等。投入运行后要定期测量、检查：如窑中心线偏差是否超标、挡轮与窑中心线的偏移量是否在规定范围、底座的倾斜度是否正常、各处连接螺栓是否松动；大齿轮振动时，两边托轮尽量一起调整，如果超出了规定范围一定要及时纠正，否则后续运?就会出现一系列问题。
来源：《水泥工程》2021年3期
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