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2022型单段锤式破碎机轴承发热分析及处理

发布时间:2012-12-28 13:41    来源:未知

     沙特Naj ran公司6 000t/d生产线辅料破碎选用2022型单段锤式破碎机,于2007年7月10日开始试机,仅运行1.5~2h轴承温度就迅速升到90℃以上,同时轴承座和机架振动较明显,不得不停机。经现场多次检测和分析,对上述现象进行了处理。此后,该机连续运行,振动正常,温度一直稳定在75℃以下。
1、传动装置基本结构
颗粒机破碎机
    传动装置基本结构见图1。轴承润滑为脂润滑和稀油强制润滑均可使用的方案,后者是备选。密封为内侧用油封、外侧用毛毡的双重密封形式。轴承型号为SKF的23232CC/C3W33。该轴承的优点:①能自动调心,可部分补偿两轴承座的不同心产生的轴偏斜;②cc型冲压保持架重量轻、轴承内部空间大,便于润滑剂进入;③C3大游隙可保证在转速高、轴承内外圈温差引起轴承游隙减小情况下仍能正常工作;④滚子及内外滚道承受载荷均匀,避免了局部应力峰值。
2、轴承发热的分析
2.1初步检查及调整
    首先检查润滑脂加入量和型号(适用于重载和冲击负荷下Shell Alvania EP2极压润滑脂),均合适。因此,采取了下列措施:①用煤油清洗两个轴承座及轴承,更换新脂;②在紧圊滑轨的螺栓上各增加一个10mm厚方平垫,并用双螺母拧紧;③机架与电动机底座、滑轨结合面之间缝隙用薄片垫实。采取这些措施后,振动减小,最大振动烈度为11.8rmn/s.但轴承发热依旧。
2.2振动的影响
    振动大也会引起轴承发热。在对机架紧固后,轴承座振动有所下降。分析认为,仍存在的振动应是飞轮动平衡不好引起的。用百分表测量飞轮端面,最大径向跳动量0.5mm,该值偏大。但根据经验,这个振动量尚不足以引起轴承发热。为进一步降低振动,将飞轮拆除,振动明显降低,最大振动烈度降至2.4mm/s,但轴承发热依旧。由以上情况,可排除振动的因素。
2.3客观条件
    当地气温高,电网频率为60Hz,电动机转速比国内高出20%,破碎机和风机等转速高,轴承又采用脂润滑。这些条件极易造成轴承温度偏高甚至发热。
2.4设备原因
    在排除了振动因素后,判断轴承发热是由两轴承座水平误差过大、透盖与轴有摩擦及顶间隙过小这几个因素叠加引起的,几个因素交织在一起,互相影响,很难说哪一个为主。
2.4.1  两轴承座水平误差过大
    将整个传动轴系拆除后,用水准仪测量两轴承座凹槽底部之间水平高度,电动机侧轴承座凹槽底部内-o.2外两点373:mm、373-ooImm.外侧轴承座凹槽底部内0.6外两点373.007 mm、373。mm,两个轴承座之间水平误差为0.7-0.9mm。两个轴承座支承平面是由龙门刨床一次加工成型的,加工误差较小,现场测出的水平误差过大,说明机架在运输途中有变形或焊接应力释放产生了焊接变形。
2.4.2  密封透盖与轴有摩擦
    小带轮两侧轴上有磨痕,表明轴与三个密封透盖内表面之间有摩擦。
2.4.3顶间隙过小
    轴承配置采用“浮动式”(两个轴承的外圈在轴承座孔中都能作轴向位移),轴承内圈为Ø160n6过盈配合(最大过盈77μm,最小过盈27μm),外圈为Ø290K7过渡配合(最大过盈51μm,最大间隙36μm)。实际用塞尺测出轴承座上下结合面有0.05mm以上间隙,说明两个轴承外圈与轴承座孔均为过盈配合。当轴受热膨胀时,浮动端轴承外圈无法随轴一起轴向移动,轴系中产生内部轴向力,造成球面滚子轴承内外侧滚子负荷明显不同,外侧滚子单边受力,负荷明显增大,引起摩擦阻力增大而发热。轴承外侧滚子小端已磨得发亮,就证明轴承受力不均匀,系单边受力。
    另外,两端都是“浮动式”的轴承配置由于轴向窜动较大,皮带轮的端面径向跳动量增大,会造成三角带磨损过快。特别是两半联轴器之间的安装间隙过小时,轴向窜动过大甚至会影响到电动机的正常运行。因此对破碎机传动轴系而言,正确的配置应该是外侧轴承设计成浮动端,电动机侧轴承设计成固定端。现场实际测量外侧轴承外圄与轴承座凹槽外侧两边间隙分别为0.42mm、0.35mm,内侧两边间隙均为6mm;电动机侧轴承外圈与轴承座凹槽靠联轴器侧两边间隙分别为4.96mm、5,74mm,另一侧两边间隙都是0.5 mm。如按照上述检测结果,当真正调整到两端都是“浮动式”的轴承配置(即轴承外圈与轴承座之间均为间隙配合)时,传动轴受热膨胀伸长方向是联轴器端,而这种现象恰恰是应当避免的。
3、处理过程
3.1轴系重新定位
    先用煤油将轴承盖及轴承座清洗干净。在轴承座底面划水平和垂直中心线,在机架相应支承板上以螺孔位置为基准,划水平和垂直中心线,保证轴承座就位后机架和支承板之间的水平和垂直中心线重合。将外侧轴承座和电动机侧轴承座各自调转1800重新就位,两轴承座中心距为1 200mm,以靠电动机侧轴承座为基准定位(轴承紧贴联轴器侧凹槽,另一侧轴承座凹槽与轴承外圈间隙用一个外径为Ø288mm、内径为Ø268mm、厚度为5.5 mm挡圈顶死)。以该轴承座内Ø290mm凸台为测量点,与外侧轴承座内Ø290mm凸台两点实测水平距离调校到均为1202mm,同时两对角线实测距离也调校到均为1 236mm,即保证外侧轴承座凹槽与轴承外圈间隙:外侧4mm,内侧2mm。
3.2两轴承座水平找正
    根据先前测量结果,在电动机侧轴承座整个底部垫数张厚O.lmm薄铜皮,并根据水准仪测量数据来调整薄铜皮数量,最终控制两轴承座之间水平误差≤0.2mm。
3.3其他处理措施
    1)用锉刀和细铁砂纸打磨掉轴上两处磨痕(该两处透盖与轴配合间隙设计为Imm)。另一透盖(与村套配合间隙设计为1mm)从轴上取下,在车床上加工掉Imm。
    2)电动机侧轴承靠紧联轴器侧,内侧间隙装上厚5.5mm挡圈。
    3)用压铅方法测量顶间隙和端面间隙。实测结果:电动机侧轴承顶间隙0.2mm,端面间隙0.4~0.45mm;外侧轴承顶间隙0.2mm,端面间隙0.35~0.4mm。根据测量结果,电动机侧轴承端面再加0.3mm铜皮,外侧轴承端面再加0.2mm铜皮,装配后传动轴承顶间隙为0.05~0.1mm。
    4)检测3个透盖与轴的间隙。外侧轴承座透盖最小为0.15mm,电动机侧轴承座透盖最小0.2mm,联轴器侧轴承座透盖最小0.2mm。
    5)联轴器找正(轴承座重新找正后发现两半联轴器上下有3~4mm误差)。先用钢尺进行初找,后用干分表精找。找正过程中用千斤顶横向移动电动机或顶起电动机底座后加垫,不断重复上述过程,直至合格为止。实际最终调整后的联轴器径向误差0,08mm、轴向误差0.04mm。
    6)轴承径向游隙校验。两个轴承测量游隙(开盖情况下)为0.15~0.17mm,外侧轴承游隙(合盖拧紧情况下)为0.15mm。游隙尚可。
    7)加换高温脂(Shell Albida EP2 Crease,工作温度为-20叶150℃)。
4、处理效果
    2007年8月5日进行空载试机,16:18开机,21:30停机,连续运行5h。停机时温度:外侧轴承温度66℃,电动机侧轴承温度65℃。
    8月8日负荷投料。9:03开机,15:40停机,连续运行6h。开机时轴承温度为36℃。停机时温度:外侧轴承温度67℃,电动机侧轴承温度73℃。
5、几点探讨
    1)破碎机等设备的轴承尽量不采用水冷或稀油强制润滑等复杂手段,而应采用德国HAZEMAC破碎机小皮带轮上带风扇等简易措施来辅助降温。
    2)该机虽然设计有稀油润滑系统,但发现运行后透盖(特别是外圈)和轴承座上下结合面均有润滑脂溢出,达不到稀油润滑密封要求。
    3)传动轴水平误差和联轴器对中误差达0.2~0.3 mm、密封环与轴有一定摩擦、浮动轴承无法移动等情况,在国内一般不会出现破碎机轴承发热现象。而在沙特气温高、转速高的条件下,轴承却发热。因此需要更严格的制造和装配质量。
    三门峡富通新能源生产销售的颗粒机、饲料颗粒机、破碎机、锤式破碎机等机械设备。

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