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短纤维装置计量泵减速机技术改造
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合纤公司短纤装置前纺的工艺流程为:聚酯装置将乙二醇和PTA反应合成的高温熔体(290℃,3.5MPa)通过增压泵分别输送到纺丝一线、二线、三线进行纺丝作业。纺丝每条线背向布置36个纺丝位,对应36台计量泵,其驱动部件由电机和减速机组成,该减速机生产厂家为SEW,型号为:R87,均采用垂直安装方式(M4),计量泵与减速机通过万向联轴器连接。一线、二线减速机速比为41.74∶1,三线减速机速比为43∶1,计量泵运行速度为22~52r/min。该减速机的润滑方式为:上端轴承采用润滑脂润滑,下端轴承采用润滑油润滑。
计量泵减速机的运行工况直接或间接影响下列因素:①决定计量泵能否持续不断地将聚酯熔体送往纺丝组件,继而影响短纤维装置后纺的平稳运行。
②计量泵平台环境温度高达50℃,减速机温度约85℃,减速机下端计量泵温度接近250℃,给减速机检维修、更换工作带来巨大挑战。③因减速机故障产生的持续经济损失,如:更换轴承、齿轮等配件费用;检维修人工成本;装置生产不平稳带来的经济损失等。
从2017年1月份开始,一线、二线减速机出现大量故障,2月17日到3月15日仅一个月时间,装置相继有12台减速机出现异常噪声、润滑油变质等故障,下线解体后发现,减速机的滚动轴承(型号为 6208和6306)与弹性块、联轴器相继出现不同程度损坏。
1故障原因分析
1.1减速机输入端润滑脂牌号选择不合理
减速机输入端轴承采用常规润滑脂润滑,牌号为:EP2,输出端轴承采用润滑油润滑,在高温环境下:①该润滑脂黏度降低,不利于油膜的形成,长期运转导致输入端轴承异常磨损直至损坏;②输入端轴承异常磨损产生的铁屑进入减速机轴承箱下端,导致轴承箱润滑油产生污染,导致下端滚动轴承损坏。
1.2联轴器弹性块材质在高温环境下强度低,耐冲击性差
该减速机与电机联轴器间采用聚氨酯橡胶材质的弹性块,其适用温度为-40~80℃,而减速机机体实测温度为85℃左右,在这样环境下长周期运行,聚氨酯橡胶弹性块加速老化,强度降低,造成减速机与电机联轴器直接接触的恶劣工况,长时间运转将会导致联轴器严重变形损坏。
1.3减速机与计量泵对中状况差
减速机与计量泵采用万向轴连接,当两者对中出现较大偏差时,万向轴产生的扭矩波动对联轴器弹性块、轴承及齿轮造成冲击,从而导致相关零配件加速损坏。
1.4万向轴联轴器结构设计不合理
该万向轴联轴器无轴向位移调节功能,当减速机与计量泵对中不良时,随着减速机持续运转,联轴器沿轴向附加给减速机一个周期性变化的载荷,可变载荷不断传递给轴承、齿轮部件,造成滚动轴承滑 道因疲劳而发生点蚀或者轴承保持架因应力疲劳而发生断裂继而发生减速机齿轮副损坏。
2改造措施
针对大批量计量泵减速机出现以上故障,通过多种技术措施、管理措施持续改进,最终得到预期效果,具体措施如下。
2.1技术措施
①联轴器弹性块重新选型。经过查阅相关资料及市场调研,相比聚氨酯橡胶材质,尼龙机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度;对冲击、应力振动的吸收能力强,耐疲劳性能突出;软化点高,耐热,可在150℃下长周期使用,用尼龙材质的弹性块替代聚氨酯弹性块,大大延长了弹性块的使用周期。 ②联轴器增加了轴向调节功能,消除联轴器因对中不良引起的轴向附加载荷变化造成轴承及齿轮的疲劳破坏。③减速机上部6306、6208轴承的润滑脂由常规国产润滑脂换为耐高温润滑脂LGHB2,经实测,该润滑脂可在较高温度工况下长周期持续运转,更换后保证了输入端轴承的润滑效果。④冷却罐与减速机连接的铜管由Φ6改为Φ8,增加了润滑油的循环量,改善了减速机内部润滑油的温升状况。
2.2管理措施
①加强巡检管理,一方面,维保单位将减速机巡检确认点由横排通道口移位至靠近末端位置,巡检人员必须经过全部减速机才可以完成本次巡检确认。另一方面,完善巡检制度,班组内部制定奖惩制 度,对能够及时发现减速机异响、联轴器弯曲、计量泵漏油及计量泵螺栓断裂等故障的巡检人员,予以奖励。②加强对维保人员的技能培训,提高操作水平,保证计量泵万向轴的对中质量,如遇个别难对中的情况,钳工班长到现场指导安装。③将故障的计量泵减速机进行编号,对损坏情况进行统计、记录,便于问题的分析。④建立计量泵减速机的设备台账,台账内容应包括更换日期、使用周期、故障原因、润滑情况等统计数据。
3 改造后效果
改造全部完成后,根据统计,改造前2月17日到3月15日期间,纺丝装置两条线,共计72台减速机,因上述原因造成的异响、轴承故障、联轴器故障等达到12台次,故障率高达16.7%,通过上述改进措施,5月11日到6月12日,期间统计改造后,故障减速机降至2台次,故障率为2.7%,达到可接受范围。
通过对纺丝计量泵减速机改造,采用新型联轴器、专用润滑脂、新型弹性块以及加大冷却罐与减速机机体连接铜管的管径等手段具有良好的可行性和效果。相比改造前,设备故障率明显降低,装置实现平稳运行,同时也减少了相关构配件的更换费用及维保检修人员的日常工作量
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