轴承知识

辊压机异常磨损监测案例

2016-11-04

　　一、案例背景
　　龙岩某水泥厂多年来一直在广研检测开展设备的油液监测工作，希望通过油液监测发现设备可能出现的早期磨损，以便及时采取措施进行视情维修。在2015年12月送检的时候，广研检测发现其中某台辊压机的定棍减速箱油中有异常磨粒，怀疑改齿轮箱出现异常磨损，建议及时检修。
　　二、检测数据
　　2016年4月，客户再次送检该齿轮箱油样，此时发现磨损指标Fe元素含量及PQ指数急剧增高，Fe元素呈明显的上升趋势，见图1所示，这表明齿轮箱轮齿和轴承都存在非常严重的异常磨损，且磨损量不断上升。

图1　2^#磨辊压机定辊主减速机油样中的Fe含量、PQ指数变化情况

　　根据磨粒分析结果，齿轮油中含有大量的钢质黏着擦伤颗粒和钢质疲劳磨损颗粒，大量油泥颗粒，见图2所示，这表明齿轮箱轮齿和轴承都存在非常严重的异常磨损，并存在局部高温。

（红色箭头：钢质磨粒；黄色箭头：油泥）
图2　2^#磨辊压机定辊主减速机油样的磨粒图片

　　对此，广研检测再次对该机组给都给予了红色警告，提醒现场注意。
　　三、故障发生
　　尽管广研检测多次对该机组发出磨损警告，但由于生产任务紧急，无法停机检修，设备仍旧继续工作，直至2016年6月17日因高速轴输入端轴承温度过高而跳车。现场拆解发现一二级行星轮系遭到不同程度损坏，其中二级行星轮系损坏Z为严重，见图3和图4。

（红色箭头：齿轮箱内部大量的磨粒；黄色箭头：损坏的外圈轮齿）
图3　2^#磨辊压机定辊主减速机内部情况

（红色箭头：轴承保持架散架后损坏的滚柱；黄圈部位：断裂的行星轮轴定位螺柱）
图4　2^#磨辊压机定辊主减速机二级行星齿轮系的损坏情况

　　四、失效分析
　　2^#磨辊压机定辊主减速机（见图5），该减速机为南高齿齿轮厂生产的GYM18P2N-07-001齿轮箱，共三级减速（1st.平行轴齿轮副+2st.行星齿轮副+3st.行星齿轮副），见图6所示，强制润滑与浸油润滑结合方式，减速箱高速轴轴承有油温监控，并有自动停机等保护。

图5　2^#磨辊压机定辊主减速机外观

图6　2^#磨辊压机定辊主减速机结构图

　　从现场拍摄的照片可以看出，大量的磨粒进入齿轮啮合部位，使一级行星齿轮副中的行星轮出现大量压痕，见图7a，其外圈齿轮承受高接触应力产生疲劳剥落，见图7b；同时磨粒进入二级行星齿轮副中，导致行星轮轴承失效卡死，进一步造成行星架断裂，使得行星轮与外圈因过载而断齿或产生塑性变形，见图7c和7d。

图7　2^#磨辊压机定辊主减速机现场拆机图片

　　综合分析：
　　1、造成齿轮箱跳车的直接原因是二级行星齿轮副中的一个行星轮轴承失效卡死，行星架散架，直接导致齿轮箱过载，引起高速轴高温而跳车；
　　2、齿轮箱运行负荷较大，长期运行产生的大量磨粒得到及时去除，导致齿轮箱轮运行环境恶化，出现严重疲劳剥落，Z终过多的磨粒进入到行星齿轮的轴承，使轴承失效卡死，行星架因过载而散架。
　　五、案例启示
　　该案例反应了现场存在的三方面的问题：1）对油液检测的结果未引起足够重视，对警告级别的机组并未采取任何的检测措施；2）日常检测维护不到位，未能及时清洗和更换润滑油滤芯，且过依赖轴承温度报警系统；3）对于警告级别的机组并未缩短监测周期，加强日常的维护巡检。

（来源：广研检测）

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