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斗 轮 机 故 障 原 因 分 析 及 处 理
发布时间:2011/4/28  阅读次数:5342  字体大小: 【】 【】【
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斗 轮 机 故 障 原 因 分 析 及 处 理
The Bucket wheel machine Failure Analysis and Treatment.
黄定贵
(大唐华银株洲发电有限公司 湖南 株洲412005)
[Abstract]:: This article elaborated the coal field main equipment fights the Bucket wheel machine to lose the coal system the importance. To fought the Bucket wheel machine the reason which the common breakdown and produced in the movement to carry on the analysis, proposed the processing method and adopted the improvement measure, has solved the problem which the production actual met. Finally elaborated has fought the Bucket wheel machine trend of development, as well as how adapted this kind of request.
[Key words]:: The bucket wheel machine:Faults: Analysis: Processing
[摘 要]: 本文阐述了煤场主要设备斗轮机在输煤系统的重要性.对斗轮机在运行中常见故障及产生的原因进行了分析,提出了处理方法和采取的改进措施,解决了生产实际中遇到的问题.最后论述了斗轮机发展趋势,以及如何适应这种要求。
[关键词] :斗轮机:故障: 分析: 处理
1、背景资料
DQL1000/1500.30斗轮机,是株洲发电有限公司2X300MW机组唯一一台煤场堆取料设备,三班运行,年堆.取量100多万吨煤工作量大,作为输煤主要设备之一,它在保证2X300MW机组的安全运行中起着举足轻重的作用。若发生故障直接影响供煤,因此斗轮机是我厂一重大危险源,如何保持斗轮机的良好工况,成为一个重要课题。
2、投运后的故障
该设备于二00三年九月正式投产,投运后出现下列故障:
2、1. 2005年2月至2007年6月斗抡减速机:高速轴轴承型号为: 3614(向心球滚子轴承)、42413(向心短圆拄滚子轴承)、8315(推力球轴承)多次烧坏。
2、2.高速级齿轮轴有过热痕迹,高速轴的断裂。
2、3.本体行走车轮油路润滑条件不畅通。
2、4.减速机输出轴与斗轮主轴、斗轮轴与轮体的连接均采用胀套,难于拆卸。
2、5.斗轮主轴上的轴承座为整体式的,更换或清洗相关零部件很困难,如果是主轴的更换,
切断悬臂皮带才能吊出。
2、6.斗子易于变形。
2、7.副尾车行走车轮损坏。
2、8.电气控制系统元件设计不匹配。
3、原因分析及处理
3、1.斗轮减速机基本参数:
3、1.1电机功率:N=75KW n=1480r.p.m
3、1.2(采用螺旋伞齿传动加Ⅰ、Ⅱ级行星齿轮传动组合)总传动比:I=212、164
3、1.3输出扭矩: M额=85000N.m Mmax=119000N/m
3、1.4输出转速:n出 =6.975r.p.m
3、2.针对引起高速轴易烧坏的主要原因:a、润滑油不到位。 b.润滑方式及油路出现故障。
C.高速轴过热原因属轴承损坏后热传导。e、第一级的伞齿轮轴存在较大的应力集中,长期疲劳后发生破坏。
3、3.本体行走车轮油路润滑条件不畅通原因:a.设计上斗轮机总质量:Q=382555Kg,本体行走车轮20组,仅车轮组的润滑点就有40多处。b.加油方式人工手动泵加油,锂基润滑脂。c.劳动强度大,加油点多,不便检查加入的油量。d.油管道布置长短不一,弯曲半径小管道易堵,维修量大。e.要做到对某一处或局部的加油控制,回转机构、滑轮组等处加油的方式困难。
3、4. 减速机输出轴与斗轮主轴、斗轮轴与轮体的连接均采用胀套,难于拆卸。如果出现故障需要拆卸,那只能是割开减速机行星架、斗轮轴和轮体的轮觳。
3、4.1产生原因主要是结构上采用了热装配形式,现场拆卸很难实现。
3、5.斗轮主轴上的轴承座为整体式的,更换或清洗相关零部件很困难,如果是主轴的更换,需切断悬臂皮带才能吊出。
3、5.1造成的原因主要是设计上考虑不周。
3、6斗子易于变形原因:因为这种斗子设计型式属于无格式,最大的优点是不易沾煤但容易忽略强度,强度偏低一旦形成引起变形,影响出力,严重时会影响运行,因为斗轮体离悬臂带钢结构架距离受到限制,斗子变形大易于刮伤或阻止轮体转动.
4、处理故障技术措施
从2006年6月以来,对上述存在的问题进行了技术改造。
4、1.改造斗轮减速机润滑油路,在高速齿轮副上方增加喷管,直接喷油冷却润滑并保证输入轴轴承部位的油路畅通。
4、1.1胀套式连接改为花键连接。为保证轴向定位,在轮体前加端板,在减速机前加支座。
4、1.2由整体式轴承座改为开式轴承座。
4、1.3为尽量降低成本,将减速机、主轴、轮体保留拆除,修复后作为备品。
4、1.4改造后和改造前的减速机内部结构及外形安装尺寸必须相符,具有互换性。
4、1.5改造需要的主要材料:详见表一
表一 斗轮传动系统改造主要材料
序号 名 称 图 号 规 格 材 质 数量 单 重 总 重
1 减速机 ADT01.1 组合 1台 2565.99 2565.99
2 轮体 AD20.1.2 装配件 1件 3577.48 3577.48
3 轴承座 AD20.1.9 ZG270 2套 108.1 216.2
4 轴承 3003148 轴承钢 2套 35.5 71
5 透盖(1)
透盖(2) AD20.1-14
AD20.1-16 ZG270 2件
2件 24.6
26.77 49.2
53.44
7 斗轮轴 AD20.1-22 40Cr 1件 1100.8 1100.8
8 支座 AD20.1-23 焊接件 1件 321 321
9 端板 AD20.1-20 Q235-A 1件 60 60
4、1.6该项工程从生产周期至改造完成三个多月时间,于2006年10月通过验收并交付运行,使用效果显著。
4、2.重新设计分配器,(如图1所示)。包括所有零件加工图纸、活接头、管接头等。
4、2.1每个分配器上分为进油口二路及可控制8个加油管。
4、2.2在8个出油管上分别加装控制阀,便于任意向某个加油点加注油。
4、2.3配置手动加油泵SCJ-8型,公称压力P=10MPa,给油量Q=8mL/循环,贮油量Qmax=3.5L。
4、2.4将分配器分段安装集中控制。(哪个地方油少,就将哪个控制门开启注油。)
4、2.5重新合理布置油管道,尽量减少水平布置。
4、2.6本件结构紧凑,分配器外形180X80mm便于安装,用二个M12的螺杆即可固定。
4、2.7本项改进费用不高,从加工至改进完成时间一个多月,于2007年4月竣工通过验收,获得我公司革新成果二等奖荣誉。
5、改造斗子变形措施
5、1.由于配置的斗子型式属无格式,背面钢板厚度只有δ=8mm,况且还开了一个长方形口蔼(780X380)。强度达不到要求。
5、2.链条易于断裂,也是因为链条只有φ6mm.根据发生故障原因,对斗体重新绘制图纸进行了设计。
5、3.斗子强度不够重新设计改进:(如图2所示)
5、4.由原来的钢板厚度δ=8mm改进为δ=10mm,材质采用16Ma。
5、5.工作周边钢板采用δ=20mm,斗齿材质采用ZGMn13。
5、6.为增加耐磨性能,在工作面周边要求用耐磨焊条D638进行双面拖焊,高度45mm。
5、7. 链条φ6mm改为φ10mm。
5、8.改进后的斗子使用寿命比改进前提高了二倍以上。
图1 斗轮机分配器装配图
1-分配器本体 2-内外螺纹接头 3-管接头 4-球阀 5-内螺纹接头
图2 斗轮机斗子改进图
5。9。改进后分配器现场照片见图三。图四。
图三 分配器现场照片 图四 分配器现场照片
6、副尾车行走轨道、车轮改进措施
6、1. 副尾车行走车轮故障
6.1.1主要发生在车轮端盖易于退出,严重时损坏轴承,曾经处理过几次,仔细检查后发现车轮本体上的端盖螺栓采取的是盲孔,螺栓直径仅M10mm,有效螺纹攻深长度L=17mm,很显然用于这样的工况是不能满足现场要求的。
6.1.2轮缘和钢轨之间发生滑动磨擦产生的噪音。
6、2处理方法
6.2.1在车轮螺孔位置重新扩孔,改为对穿螺栓并由原来的M10mm改进为M14mm长螺栓,有效地控制了频发缺陷。
6.2.2更换密封装置,端盖储油槽适当加深。
6.2.3调整大车两轨道中心距的尺寸偏差,轨道的直线度偏差是轨道影响车轮啃轨的主要原因。调整控制轨道中心距的偏差要求为±5mm。
6.2.4由于车轮的滚动圆的中心面在水平面上的投影的方向的偏斜需要严格控制,通常不大于1/1000。如果偏斜过大,大车会每走行一段距离车轮就会在水平面内垂直于轨道的方向窜动一次。既发生磨擦产生的噪音也会啃轨。这些情况的出现时必须对轨道和设备进行必要的调整和修理。
7、简化控制系统、重新设计程序
7、1. 电气控制系统不匹配原因:包含继电器控制回路, 又包含老式 PL C 控制模式, 程序设计不合理。控制系统繁杂、庞大,重新设计斗轮机电气控制系统, 实现整机所有机构的单动、联动、半自动控制, 操作控制均由 PLC 控制, 
7、2.改造措施:a.取消原控制部分所有继电器回路。 重新设计司机室左右操作台、仪表盘。增加 PC远程站控制箱、可编程终端控制站, 以及操作元器件布置、选型和接线, 以减少由于操作元件、指示信号及报警信号等同控制柜间的连接线。b.用OM RON公司C300H E系列 PC机,系统采用总线方式。设置(本地站上部电气室)、(远程站1下部电气室)、(远程站2 司机室)、和(操作员站触摸屏监控显示) , 实现运行信号、位置信号、仪表信号的集中显示, 实现故障诊断、记录、报警及故障历史记录功能。 C.由 3 个站、1个触摸屏显示终端构成 PLC通讯网络, 在司机室和下部电气室各设一个远程 PLC分站, 以提高系统的可靠性和减少通讯控制数量,并实现点线连接,以利于维护、检修。编制PL C系统控制软件, 包括斗 轮机手动、联动、半自动控制程序。编制可编程终端的应用软件, 包括斗轮机运行工况、故障、信息、数据、参数设定、位置显示的画面及程序。
7、3. 改造后控制系统的特点:a.本机PLC程序控制系统采用主从站形式, 用远程通讯, 用一对通讯电缆来替代上百根控制线,达到安全,可靠的目的。b.以CR T操作员终端显示来代替信号灯、数码管理显示。 操作人员可通过触摸屏幕来显示各机构的运行情况和故障显示。C.大车行走机构、回转机构采用变频调速, 保证整机设备运行平稳、无冲击。实现斗轮机半自动堆取料作业。
8、斗轮机的发展趋势
8、1. 火力发电厂输煤系统的环境较为恶劣,因此改善运行工人的工作条件,提高工作效率是我们每个工程技术人员应尽的责任。目前斗轮机的生产技术水平已日趋完善。实现无人操作是一种必然的趋势,全自动作业可提高了设备的工作效率和节省人工成本,给企业带来巨大的经济效益。提高控制范围及控制规模,可编程控制器(PLC)多安装于现场,用于当地控制。如果进行联网,则可实现远程控制。联网距离可以为几十至几千米或更远,大大提高了PLC的控制范围。
9、要求及可行性
9、1.以往斗轮机构的驱动方式采用的是低速传动,但斗轮在低位置取煤时,液力偶合器易出现打滑现象,引起带不起负荷。目前引进的大扭矩液压马达,调速方式采用液力调速。仰俯机构采用液压型式。主要液压元件采用原装进口优质高压元件。从技术上向前推进了一大步。
9、2.液压仰俯采用双作用油缸。 回转机构采用交叉转子轴承,材质为40CrMo。回转速度按1/cos无级调速,调速方式采用变频调速。驱动装置为双驱动,配备安全型联轴器。
9、3.特别是近几年来圆形堆取料机的问世,给电力、钢铁、冶金等行业,带来了新的科技和应用水平。笔者有幸于二00九年九月参观学习了宁海、乌沙山电厂,宁海、望亭等电厂率先分别引进了德国SCHADE和澳大利亚THIESS圆形堆取料机,进口的设备质量确实上乘,优质的钢结构给我们增添了不少启发。
9、4.操作监视的远程化与集中化。电机运行在线检测,用于实时检测电机的运行状态,包括电流,缺陷,欠压等。所有的数据也是通过设备网传送到PLC,对系统中功率较大的斗轮电机、悬臂皮带电机、尾车皮带电机实时监测非常必要,工业电视的安装设多台摄像头,如:上部钢结构顶部、悬臂底部,斗轮侧面和物料转载部位等。目前斗轮机自动控制系统在国电北仑第一发电厂一期工程#2、#3斗轮堆取料机上得到了充分的运用。
9、5.加大对现场智能装置(包括设备、仪表、传感器等)进行治理,充分发挥这些装置的效益,推进生产自动化、智能化。
9.6.机械制造方面要大力学习先进的工艺、材料应用、材质的热处理有待加强。
10、结论
  通过对斗轮机发生的常见故障,分析了产生的原因,提出的处理方法和改进措施在生产实际中得到了应用。随着现代新技术的发展斗轮机的生产质量也在不断的完善和提高,随着科学、经济、环保的要求也越来越高。人们的工作环境也应向清洁典雅环境转移,在斗轮堆取料机实现无人操作的发展同时,会有更多的电厂和相关行业在旧设备改造和新设备选取上,有全新的认识。因此必须抓紧学习先进技术和收集资料,以便在今后日益激烈竞争中争取主动,超越国外水平早日实现我们的梦想。
 
参考文献
[1]机械设计手册, 北京: 机械工业出版社, 2005:
[2]GB3811-2008, 起重机设计规范 北京: 中国国家标准化管理委员会 2008:
[3]GB/T14695 , 臂式斗轮堆取料机型式参数 北京: 中国国家标准化管理委员会 2008:
[4]JB/T7329-2008,斗轮堆取料机技术条件 北京: 机械工业出版社, 2005:
[5] JB/T7326 斗轮堆取料机安全规程 北京: 中国国家标准化管理委员会 2008:
[6] JB/T7328 斗轮堆取料机验收技术规范 北京: 中国国家标准化管理委员会 2008:
[7] JB/T7329 斗轮堆取料机技术术语 北京: 中国国家标准化管理委员会 2008:
[8] JB/ZQ8016 斗轮堆取料机质量分等 北京: 中国国家标准化管理委员会 2006:
[9] ZBJ/81001 移动散料连续搬运机械结构设计规范 北京: 中国国家标准化管理委员会 2008:
[10] ISO5049 移动性连续搬运设备结构设计规范 北京: 中国国家标准化管理委员会
2007
2010. 3. 初稿
2010.5. 修改
 
作者简介:
姓 名:黄定贵
性 别:男
籍 贯:湖南•长沙
文化程度:大学本科
单 位:大唐华银株洲发电有限公司工程部
部门及职务:工程技术部主管工程师。
研究方向:火电厂运煤专业,机械工程,设计及工艺
单位地址:湖南省株洲市建设北路1号
邮政编码:412005
联系电话:手机:13973326068;办公电话:0731-28302530( 933602530微波)`
电子邮箱: zzhuangdgui@163.com.
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