雷彤
(秦皇島港股份有限公司第六港務(wù)分公司,秦皇島 066000)
國家級(jí)重點(diǎn)工程秦皇島煤三期投產(chǎn)至今已23年,其設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為3000萬t,在2002年突破了3000萬t的設(shè)計(jì)能力后,2011年完成吞吐量5000萬t,大大超過了設(shè)計(jì)能力,在超負(fù)荷情況下運(yùn)行使設(shè)備各部分也迅速疲勞損傷。23年間只有翻車機(jī)進(jìn)行了兩次更新改造,而堆料機(jī)和取料機(jī)至今仍在維持使用。2011年公司取料機(jī)發(fā)生了回轉(zhuǎn)支承軸承損壞的故障,備件制作和更換的工期都很長,嚴(yán)重影響了裝卸生產(chǎn)。因此,應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)回轉(zhuǎn)支承軸承保養(yǎng)維護(hù)的科學(xué)性和重要性。
1 故障現(xiàn)象
使用23年的大機(jī)回轉(zhuǎn)軸承,在日常的保養(yǎng)和維護(hù)中,都是嚴(yán)格按照潤滑周期進(jìn)行加油保養(yǎng),并且嚴(yán)格執(zhí)行了到期換油的制度。20多年中從未出現(xiàn)過故障。但從2011年起,發(fā)生回轉(zhuǎn)支承軸承與大機(jī)連接螺栓折斷的現(xiàn)象,通過力矩扳手對(duì)螺栓進(jìn)行更換和緊固后,螺栓折斷現(xiàn)象未出現(xiàn)好轉(zhuǎn),并進(jìn)而出現(xiàn)了回轉(zhuǎn)伴有較大的異響、個(gè)別角度回轉(zhuǎn)阻力增大、回轉(zhuǎn)電機(jī)電流增大的現(xiàn)象。此時(shí),公司已意識(shí)到事態(tài)的嚴(yán)重性,召開了專題會(huì)議,制定了一系列措施,希望延長其使用壽命,直到新備件到貨。但此時(shí)軸承已經(jīng)到達(dá)其使用極限,不久就徹底損壞了。
2 原因分析
1)設(shè)備潤滑應(yīng)實(shí)施按質(zhì)換油的原則
由于作業(yè)量過大,且煤炭港口的作業(yè)環(huán)境較惡劣,潤滑油極易受到煤粉塵的污染,通常采集的油樣從外觀上看就已經(jīng)發(fā)黑。公司潤滑系統(tǒng)執(zhí)行的是到期換油的制度,這種做法有其實(shí)用性,但卻忽略了對(duì)油品的監(jiān)測(cè)化驗(yàn)。
按質(zhì)換油,就是每年按期取樣化驗(yàn),化驗(yàn)的數(shù)量按計(jì)劃安排。油樣送檢時(shí)重點(diǎn)化驗(yàn)4項(xiàng)指標(biāo):油品運(yùn)動(dòng)粘度、閃點(diǎn)、水分和雜質(zhì)。其中雜質(zhì)成分的分析將直接反映軸承磨損的情況。而造成本次故障的重要原因之一就是缺少對(duì)大軸承磨損情況的監(jiān)測(cè)。
2)對(duì)回轉(zhuǎn)軸承的維護(hù)存在盲區(qū)
盲目的認(rèn)為大軸承使用20年沒有出問題,以后也就不會(huì)出大問題。并且對(duì)此類軸承超極限使用會(huì)出現(xiàn)的問題、故障現(xiàn)象及科學(xué)的分析存在盲區(qū)。事實(shí)上,該港口其他設(shè)備也出現(xiàn)過回轉(zhuǎn)軸承損壞的情況,分析其原因有質(zhì)量問題、有人為保養(yǎng)問題,而取料機(jī)出現(xiàn)正常運(yùn)行磨損超使用年限的情況還是次。所以在該問題上,存在由于認(rèn)識(shí)不足造成對(duì)回轉(zhuǎn)軸承維護(hù)的盲區(qū)。
3 回轉(zhuǎn)軸承的監(jiān)測(cè)維護(hù)保養(yǎng)
1)通過對(duì)油品的檢驗(yàn),尤其是雜質(zhì)成分的分析,監(jiān)測(cè)軸承表面疲勞剝落和黏著擦傷情況。主要方法是進(jìn)行油品鐵屑定量指數(shù)、直讀鐵譜、分析鐵譜的分析。
鐵屑定量指數(shù)(PQ檢測(cè)法):PQ是靈敏的磁力計(jì),測(cè)量樣品中鐵屑的總量并以PQ指數(shù)顯示。PQ指數(shù)是一個(gè)沒有單位的定量數(shù)值,它與樣品中鐵屑的含量及顆粒的大小呈線性關(guān)系。PQ是在油液分析過程中的基本工具,它可以識(shí)別其他分析技術(shù)不能測(cè)量的大鐵屑顆粒(大于5~10μm),無需復(fù)雜的樣品制備。但是如果樣品中存在大量外來氧化皮和鐵銹顆粒,會(huì)導(dǎo)致PQ值增加。
直讀鐵譜分析(DR檢測(cè)法):直讀鐵譜分析廣泛地應(yīng)用于各類機(jī)器系統(tǒng)的磨損監(jiān)控和潤滑油油品評(píng)定,也可用來進(jìn)行摩擦狀態(tài)及磨損機(jī)理的研究,因此,它是實(shí)現(xiàn)機(jī)器工況監(jiān)測(cè)、設(shè)備故障定位和進(jìn)行微粒摩擦學(xué)研究的重要儀器。其原理是將磨粒有序沉積在沉積管內(nèi),利用光電轉(zhuǎn)換原理,測(cè)出表征油液樣品中大磨粒(大于5μm)濃度和小磨粒(1—2μm)濃度的Dl和Ds值,繪出鐵譜參數(shù)曲線,以判斷機(jī)器磨損變化的進(jìn)程和趨勢(shì)。
PQ檢測(cè)法主要應(yīng)用于顆粒磨損濃度較高的潤滑油或潤滑脂,檢測(cè)非??旖莺?jiǎn)單,成本也低。但對(duì)于顆粒磨損濃度較低的油品則誤差較大。而DR檢測(cè)法則對(duì)顆粒磨損濃度較低的油品非常有效。
分析鐵譜:借助高倍顯微鏡來觀察顆粒磨損的材料、尺寸、特征和數(shù)量,從而分析零件的磨損狀態(tài)。分析鐵譜是一種強(qiáng)烈依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的技術(shù),結(jié)論的正確與否與分析者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)關(guān)系極大。利用分析鐵譜,可將磨損顆粒分為粘著擦傷磨損顆粒、切削磨損顆粒、疲勞磨損顆粒、有色金屬顆粒、污染雜質(zhì)顆粒、腐蝕磨損顆粒等。由于不同的磨損顆粒代表不同的磨損類型,因此很容易從磨損顆粒的特征看出設(shè)備的主要磨損類型。除了要分析磨損顆粒的特征外,還要分析磨損顆粒的尺寸和數(shù)量,只有這樣才能正確判斷設(shè)備的磨損狀態(tài),并評(píng)定磨損等級(jí)。磨損等級(jí)可分10級(jí),1~3級(jí)正常;4~5級(jí)略高于正常水平,應(yīng)加強(qiáng)污染控制;6—7級(jí)不正常磨損,應(yīng)加強(qiáng)取樣監(jiān)測(cè);8~9級(jí)嚴(yán)重磨損狀態(tài)并趨于失效,應(yīng)立即取樣監(jiān)測(cè)并采取應(yīng)對(duì)措施;10級(jí)緊急,失效或非常接近失效。
針對(duì)公司取料機(jī)回轉(zhuǎn)支承軸承損壞的故障,對(duì)所有大機(jī)進(jìn)行了油樣分析檢測(cè),每盤回轉(zhuǎn)支承都取4個(gè)不同點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。以1號(hào)堆料機(jī)為例,其油樣(1號(hào)鋰基脂)PQ值為548,此數(shù)值高于正常范圍,但考慮樣品中含有來自外部的黑色氧化物等,以鐵譜磨損顆粒觀察結(jié)果為準(zhǔn)。鐵譜顯微分析發(fā)現(xiàn)樣品中含有大量來自環(huán)境的黑色固體污染顆粒,磨損顆粒主要為疲勞剝落磨損顆粒伴有少量滑動(dòng)磨損顆粒,Z大尺寸為700μm,表明軸承內(nèi)外滾道和滾柱已出現(xiàn)明顯剝落和擦傷,應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。建議2個(gè)月后從同一位置取樣跟蹤檢測(cè)。此設(shè)備磨損等級(jí)為6級(jí)。
由此可以看出,通過不斷地進(jìn)行油品監(jiān)測(cè)可以掌握軸承的使用狀況。
2)通過對(duì)滾道系統(tǒng)的檢查,宏觀測(cè)量滾道磨損情況
在長期運(yùn)行后,滾道系統(tǒng)會(huì)有磨損。應(yīng)每年檢查,并制定磨損測(cè)量表來測(cè)量和記錄圖1中所示測(cè)量點(diǎn)的磨損情況。為了便于檢查,設(shè)備安裝后要在軸承和接合件上找到4個(gè)合適的測(cè)量點(diǎn)并作標(biāo)記。測(cè)量值和基礎(chǔ)值之間的差值代表磨損情況。
仍以1號(hào)堆料機(jī)為例,由于是初次測(cè)量此間隙,參照?qǐng)D紙上的數(shù)值,實(shí)際測(cè)得滾道由于長時(shí)間磨損下降9mm,已超過使用極限。
3)回轉(zhuǎn)支承軸承備件的儲(chǔ)備
由于回轉(zhuǎn)支承軸承體積較大,價(jià)格貴,制造周期長,購買后作為長期備件,存放困難。一般保護(hù)性存放:如果存放約6個(gè)月,則保存于帶頂?shù)拇娣艆^(qū)域;如果存放約12個(gè)月,則保存于密閉的能控制溫度的房間內(nèi);如需保存更長的時(shí)間,則需要特別的保存。因此,必須通過長期的油樣監(jiān)測(cè)和滾道測(cè)量,了解回轉(zhuǎn)支承軸承的使用狀況,并采取及時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。
總之,回轉(zhuǎn)軸承是大型港口設(shè)備的重要零部件,科學(xué)地對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù),將使公司的維修成本降到Z低,設(shè)備保障更加有力。
來源:《起重運(yùn)輸機(jī)械》2013年第9期