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短纖維裝置計量泵減速機技術改造
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合纖公司短纖裝置前紡的工藝流程為:聚酯裝置將乙二醇和PTA反應合成的高溫熔體(290℃,3.5MPa)通過增壓泵分別輸送到紡絲一線、二線、三線進行紡絲作業。紡絲每條線背向布置36個紡絲位,對應36臺計量泵,其驅動部件由電機和減速機組成,該減速機生產廠家為SEW,型號為:R87,均采用垂直安裝方式(M4),計量泵與減速機通過萬向聯軸器連接。一線、二線減速機速比為41.74∶1,三線減速機速比為43∶1,計量泵運行速度為22~52r/min。該減速機的潤滑方式為:上端軸承采用潤滑脂潤滑,下端軸承采用潤滑油潤滑。
計量泵減速機的運行工況直接或間接影響下列因素:①決定計量泵能否持續不斷地將聚酯熔體送往紡絲組件,繼而影響短纖維裝置后紡的平穩運行。
②計量泵平臺環境溫度高達50℃,減速機溫度約85℃,減速機下端計量泵溫度接近250℃,給減速機檢維修、更換工作帶來巨大挑戰。③因減速機故障產生的持續經濟損失,如:更換軸承、齒輪等配件費用;檢維修人工成本;裝置生產不平穩帶來的經濟損失等。
從2017年1月份開始,一線、二線減速機出現大量故障,2月17日到3月15日僅一個月時間,裝置相繼有12臺減速機出現異常噪聲、潤滑油變質等故障,下線解體后發現,減速機的滾動軸承(型號為 6208和6306)與彈性塊、聯軸器相繼出現不同程度損壞。
1故障原因分析
1.1減速機輸入端潤滑脂牌號選擇不合理
減速機輸入端軸承采用常規潤滑脂潤滑,牌號為:EP2,輸出端軸承采用潤滑油潤滑,在高溫環境下:①該潤滑脂黏度降低,不利于油膜的形成,長期運轉導致輸入端軸承異常磨損直至損壞;②輸入端軸承異常磨損產生的鐵屑進入減速機軸承箱下端,導致軸承箱潤滑油產生污染,導致下端滾動軸承損壞。
1.2聯軸器彈性塊材質在高溫環境下強度低,耐沖擊性差
該減速機與電機聯軸器間采用聚氨酯橡膠材質的彈性塊,其適用溫度為-40~80℃,而減速機機體實測溫度為85℃左右,在這樣環境下長周期運行,聚氨酯橡膠彈性塊加速老化,強度降低,造成減速機與電機聯軸器直接接觸的惡劣工況,長時間運轉將會導致聯軸器嚴重變形損壞。
1.3減速機與計量泵對中狀況差
減速機與計量泵采用萬向軸連接,當兩者對中出現較大偏差時,萬向軸產生的扭矩波動對聯軸器彈性塊、軸承及齒輪造成沖擊,從而導致相關零配件加速損壞。
1.4萬向軸聯軸器結構設計不合理
該萬向軸聯軸器無軸向位移調節功能,當減速機與計量泵對中不良時,隨著減速機持續運轉,聯軸器沿軸向附加給減速機一個周期性變化的載荷,可變載荷不斷傳遞給軸承、齒輪部件,造成滾動軸承滑 道因疲勞而發生點蝕或者軸承保持架因應力疲勞而發生斷裂繼而發生減速機齒輪副損壞。
2改造措施
針對大批量計量泵減速機出現以上故障,通過多種技術措施、管理措施持續改進,最終得到預期效果,具體措施如下。
2.1技術措施
①聯軸器彈性塊重新選型。經過查閱相關資料及市場調研,相比聚氨酯橡膠材質,尼龍機械強度高,韌性好,有較高的抗拉、抗壓強度;對沖擊、應力振動的吸收能力強,耐疲勞性能突出;軟化點高,耐熱,可在150℃下長周期使用,用尼龍材質的彈性塊替代聚氨酯彈性塊,大大延長了彈性塊的使用周期。 ②聯軸器增加了軸向調節功能,消除聯軸器因對中不良引起的軸向附加載荷變化造成軸承及齒輪的疲勞破壞。③減速機上部6306、6208軸承的潤滑脂由常規國產潤滑脂換為耐高溫潤滑脂LGHB2,經實測,該潤滑脂可在較高溫度工況下長周期持續運轉,更換后保證了輸入端軸承的潤滑效果。④冷卻罐與減速機連接的銅管由Φ6改為Φ8,增加了潤滑油的循環量,改善了減速機內部潤滑油的溫升狀況。
2.2管理措施
①加強巡檢管理,一方面,維保單位將減速機巡檢確認點由橫排通道口移位至靠近末端位置,巡檢人員必須經過全部減速機才可以完成本次巡檢確認。另一方面,完善巡檢制度,班組內部制定獎懲制 度,對能夠及時發現減速機異響、聯軸器彎曲、計量泵漏油及計量泵螺栓斷裂等故障的巡檢人員,予以獎勵。②加強對維保人員的技能培訓,提高操作水平,保證計量泵萬向軸的對中質量,如遇個別難對中的情況,鉗工班長到現場指導安裝。③將故障的計量泵減速機進行編號,對損壞情況進行統計、記錄,便于問題的分析。④建立計量泵減速機的設備臺賬,臺賬內容應包括更換日期、使用周期、故障原因、潤滑情況等統計數據。
3 改造后效果
改造全部完成后,根據統計,改造前2月17日到3月15日期間,紡絲裝置兩條線,共計72臺減速機,因上述原因造成的異響、軸承故障、聯軸器故障等達到12臺次,故障率高達16.7%,通過上述改進措施,5月11日到6月12日,期間統計改造后,故障減速機降至2臺次,故障率為2.7%,達到可接受范圍。
通過對紡絲計量泵減速機改造,采用新型聯軸器、專用潤滑脂、新型彈性塊以及加大冷卻罐與減速機機體連接銅管的管徑等手段具有良好的可行性和效果。相比改造前,設備故障率明顯降低,裝置實現平穩運行,同時也減少了相關構配件的更換費用及維保檢修人員的日常工作量
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