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1、精选优质文档-倾情为你奉上BBD3854双进双出筒式钢球磨煤机齿轮断齿分析及解决方法 毛宏鑫 （中电投贵州金元集团股份有限公司纳雍发电总厂）摘要：分析磨煤机大齿轮发生断裂、磨损的原因，针对对齿轮进行参数性能分析，采用严格的焊接工艺措施及较高的预热温度和焊后热处理。大小齿轮的啮合通过精心打磨，使齿面接触达到规范要求，并提出相应的日常维护措施，通过对大齿轮喷淋系统进行分析合理调整喷淋时间从而达到齿轮润滑要求，进行淬火修磨处理提高齿轮硬度避免断齿，节约成本，提高设备可靠性，降低非计划降出力。关键词：磨煤机 齿轮 前言：纳雍发电总厂二厂总装机容量为4*300MW火电机组，锅炉为正压直吹式制粉系统，每台
2、锅炉配备4台沈阳重型机械厂制造生产的BBD3854双进双出筒式钢球磨煤机。自2006年投产运行以来，多次小齿轮断齿和2013年12月二厂1号炉B磨煤机发生次大齿轮断齿，（如图1），磨煤机小齿轮轴承振动值严重超标。磨煤机长时间停运抢修，影响机组正常满负荷运行。 图1 损伤的磨煤机齿轮1、故障原因分析1.1磨煤机齿轮磨损、断齿分析由于锅炉实际燃用煤种与设计煤种发生了较大的改变，且原煤中掺杂有大量的矸石和石块，磨煤机很难将其磨成粉末带出磨煤机，其大量滞留在磨煤机中，加重了设备的荷载，减少了磨煤机的有效容积，造成磨煤机的有效出力减小。因此为了增大磨煤机的出力，维持负荷有较大调节余量必须增大钢球数量，磨
3、煤机电机电流达到130A以上时进行磨矸石处理，使齿轮载荷增加齿轮磨损、起泡、点蚀加剧，启停磨煤机和磨矸石使大小齿轮温度升高、油膜破坏产生弯曲载荷，在齿廊和齿根圆角过渡区产生应力集中，产生的应力超过齿轮材质耐久强度将产生破坏裂纹导致齿轮断裂。 齿轮传动设计为单侧驱动的开式结构形式，齿面硬度低，单承受载荷较大运行中产生局部塑形变形，在低速重载传动中因为啮合区域温度升高引起润滑失效无法形成润滑油膜，两齿面相对运动时 形成沟纹。磨煤机长期漏粉周围环境中的灰尘、颗粒进入齿面引起磨粒性磨损。 大小齿轮润滑油系统采用采用DZP-II喷淋油系统四喷嘴喷洒润滑，设备前期使用#680工业齿轮油润滑，喷淋时间为30
4、分钟喷淋30秒，每台磨月消耗约180-200kg。长时间齿轮振动超标运行，大小齿轮点蚀严重，润滑不良频繁齿轮损坏。随后开始试用油品DL5101C高级重负荷工业齿轮润滑剂，喷淋时间为30分钟喷淋30秒，每台磨月消耗约90-100kg。初期使用效果较好齿轮振动、温度均得到缓解，但使用半年后发现由于粘度太高，冬季喷淋油系统长期故障管路堵塞发现不及时造成润滑不良大小齿轮温度偏高齿轮振动逐渐增大、应力集中齿面发生塑性变形引起波浪形变形，污油箱废油无法清除，齿面润滑油流动性较差，粉.油混合在齿面和齿轮根部成块状，造成齿轮顶隙变小、大齿轮磨损较快、大小齿轮冲击振动加剧。 磨煤机大齿轮工作面硬度应为HRC45
5、-52，但通过硬度检测发现齿轮硬度为HRC33-43，低于标准要求，同一齿面硬度相差很大。 2、解决措施2.1 损坏齿轮修复针对二厂1号炉B磨煤机大齿轮断齿轮问题首先对齿轮进行参数性能分析2.1.1材质及焊接性能分析2.1.1 .1材质与力学性能大齿轮的材质是ZG35CrMo钢，是Cr-Mo系列的中碳调质钢，钢中的Cr、Mo使热强度获得显著的提高，广泛用于轴承、齿圈、齿轮等。材料的化学成分以及力学性能分别见表1和表2：表1 ZG35CrMo钢母材化学成分（质量分数，%）CSiMnCrMoPSZG35CrMo铸件0.30.370.30.50.50.80.81.20.20.30.030.03表2
6、ZG35CrMo钢力学性能b/MPas/MPa5(%)HBSHRCZG35CrMo铸件5887368701220726940502.1.1 .2焊接性能由于ZG35CrMo钢的碳当量大于0.4，焊接时淬硬的倾向很大，同时焊件厚度大，具有较大的刚性，焊后的冷却速度很快，因此焊接时极易在近缝区产生低塑性的淬硬组织，如不能及时采取措施使扩散氢逸出，在高应力和含氢量大的条件下很容易产生冷裂纹。因此，这种钢的焊接性差，必须采用严格的焊接工艺措施及较高的预热温度和焊后热处理。2.1.1 .3 焊接材料选用焊接修复大齿轮一般会选用塑性较好的INC0NEL合金或其它镍基焊条与低合金焊条配合使用，镍基焊材的焊接
7、性较好，不易产生裂纹，但由于本次我厂大齿轮的修复工作量较大，为了简化施工步骤采用了同种钢焊接，只要焊接工艺掌握得好，长期运行效果也会相当不错，所以决定全部采用低合金钢焊条焊接。经过对化学成分和力学性能进行分析，考虑到大齿轮运转时需承受较大强度的载荷，选用J606焊条进行焊接。J606是低氢钾型药皮的低合金高强钢焊条，焊接工艺性能优良，交流电弧稳定性好，能进行全位置焊接，电弧稳定燃烧、飞溅少、脱渣性好。熔敷金属具有良好的塑性、韧性及抗裂性能。熔敷金属化学成分和力学性能分别见表3和表4：表3 熔敷金属化学成分（%）化学成分CMnSiSPMo保证值0.121.251.750.600.0350.035
8、0.250.45一般结果0.101.400.400.0350.0350.30表4 熔敷金属力学性能试验项目b/MPas/MPa5(%)Akv1(J)保证值5904901527（-30）一般结果6206805002028473、 焊接工艺3.1 焊前准备3.1.1对裂纹部位及其周围进行着色探伤，以确定裂纹的位置和走向。3.1.2采用高速切割机将有裂纹部分的齿条切除。3.1.3用砂轮磨光机打磨出适合焊接的坡口，尤其要对齿轮断裂部分清理干净并打磨掉尖角和断面缺陷，在焊接接合面不能存在裂纹，经渗透探伤检查无裂纹及其它影响结合强度的缺陷后才能施焊。3.1.4焊前焊条须经350烘焙1h，随烘随用。3.1.
9、5采用履带式电加热器对补焊区域及其周围金属进行预热，预热温度：200，恒温1小时后施焊，焊接时保持层间温度不低于预热温度。3.2 焊接措施3.2.1堆焊全过程只采用J606焊条，交直流两用，可以进行全位置焊接。焊条直径3.2 mm，焊接电流90115A。3.2.2焊条不作大的横向摆动，摆动宽度6mm，每一层焊接高度不得大于焊条直径。 3.2.3每一层应焊成U形断面（即中间凹两侧高），使每层冷却时有充分的弹性延展空间。3.2.4起弧点和收头位置应尽量错开，避免重合在一起。3.2.5为降低堆焊区的收缩应力，改善焊道金属组织，每焊完一道，马上用圆头风镐捶击焊缝直至焊缝熔敷金属表面变形，方可进行下一焊
10、道施焊。 图2 修复中的大齿圈3.2.6焊接完成后，采用履带式电加热器进行焊后热处理消除焊接应力，热处理温度为250300之间，保温4小时，采用保温材料包裹缓冷至室温。4 、齿面打磨修整齿条堆焊成形后，用钢直尺参照原齿形将堆焊部分的齿廓初步打磨出来，再在大齿轮涂上红丹粉，观察大小齿轮的啮合情况，通过精心打磨，使齿面接触达到规范要求。（如图3）。 图3 修复后的大齿圈5、日常维护措施（1）控制磨煤机载荷电流小于100A，避免齿轮长时间超负荷运行，及时发现并处理。（2）做好磨煤机大齿轮喷淋油系统正常运行工作，防止系统故障造成齿轮干摩擦，运行磨煤机喷淋油系统故障短时间无法处理完成的至少30分钟一次进
11、行人工浇油处理，保证大小齿轮正常润滑需求。（3）大齿轮隔音罩应密封无破损，防止磨煤机漏粉或其它硬度较大的杂物进入破坏啮合面造成齿轮损伤，磨煤机漏粉缺陷及时消除。（4） 定期检查磨煤机小齿轮轴承座振动和小齿轮面温度，发现异常及时判断分析原因进行处理。（5）减少非正常停运，确保设备不带负荷启动，从而减少齿面冲击次数。6、结束语 通过上述措施处理后二厂1号炉B磨煤机运行情况表明，大小齿轮运行状况良好，齿轮未发生断裂损坏，磨损明显减慢，保证了机组正常运行，提高了经济效益。参考文献： 锅炉辅机检修作 者】 毛宏鑫【工作单位】 中电投贵州金元集团纳雍发电总厂 热机检修二部【邮寄地址】 贵州省毕节地区纳雍县阳长镇 纳雍发电总厂【邮政编码】 【联系电话】【电子邮件】maohong_xin【作者简历】从事热机检修工作10年，先后从事汽机辅机、锅炉制粉、锅炉本体、锅炉辅机等专业的检修工作及锅炉辅机技术管理工作，曾任热机班技术员、锅炉转机班长等职务。现任纳雍发电总厂热机检修二部锅炉专责。专心-专注-专业