160t蒸汽干燥机常见两种故障分析

马榜样（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）



160t蒸汽干燥机常见两种故障分析

马榜样
（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

摘要：熔炼二系统160t蒸汽干燥机是进口库迈拉的设备，它是贵溪冶炼厂熔炼车间的主要设备，其运行状况直接影响贵溪冶炼厂熔炼车间全年的生产任务。干燥机驱动减速机由于存在一些设计上的缺陷，导致干燥机减速机高速轴轴承容易损坏。

关键词：蒸汽干燥机；开式齿轮副；驱动装置；支撑托辊；润滑；世界标杆炼铜工厂

1　引言

贵溪冶炼厂二系统熔炼蒸汽干燥机［1］筒体长10.14m，外径4.44m。筒体内安装有蒸汽盘管。筒体安装成倾斜状，倾斜角度2°，进料端高于出料端。整个干燥机的筒体放置在四个支撑托辊上面，为了放止筒体在支撑托辊上的窜动，安装量2组止推辊轮。筒体和内部的盘管可在电机驱动下旋转，转速可在0～1.5rpm范围内调整，恒定精矿给料量应保持恒定的筒体转速，通过开车和试运行期间的操作经验积累，确定不同工艺条件下的筒体转速指导值，最小应0.3rpm。筒体两端为开口状，进料端与进料皮带相连，出料端与干矿出料斗相连，进出机内的蒸汽、冷凝水接口也在这段，出料端有负压测点。

干燥机的驱动系统由一台电机、一台减速器和一套由一个小齿轮和固定在筒体外壳上的齿圈组成的开式传动装置［2］来执行干燥机的旋转，齿圈固定在托圈之间的干燥机壳体上，这样的结构设计适用于允许筒体外壳的热膨胀。驱动装置安装在一块钢制底板上，钢制底板固定在混凝土基础上。电机安装在各自的底板上。筒体转速利用变频器进行调节。在正常运行中，筒体和驱动装置都被设定为一个方向旋转。为了筒体维护检修，在现场控制盘上能够以反方向启动旋转。

2　蒸汽干燥机在机械部分上常见的两种故障

在贵溪冶炼厂熔炼二系统蒸汽干燥机中，部分常见故障有：（1）干燥机减速机高速轴支撑轴承［3］损坏，（2）干燥机振动［4］。现将两种故障做具体分析。

2.1干燥机工作状况简介

干燥机高速轴的一侧连接来自电机的弹性联轴器，另一侧连接制动器，减速机的低速轴直接连接开式齿轮副的小齿轮轴。如下图所示。

图 160t蒸汽干燥机传动系统

在正常运行过程中，电机启动，同时制动器打开，电机→减速机箱体→开式齿轮副→干燥机筒体。正常停车过程，电动机停下，制动器关闭，干燥机筒体停下。而在实际生产过程中，干燥机的启动时符合正常启动程序，干燥机停下来是不符合正常程序，即电动机停下，制动器关闭，干燥机的筒体要来回反转—正转—反转—正转—反转—正转后才能停下来。主要原因是干燥机内部还有一部分的矿没有排完，导致干燥机的筒体在做钟摆运动，如果要让干燥机正常停车，那么要花费一到两个小时时间排空干燥机筒体内的余矿，这样会直接影响熔炼车间二系统的稳定生产。

干燥机在初始在运行过程中，干燥机筒体、支撑托辊、驱动装置基础、开式齿轮副有很强烈的振动，站在干燥机的周围地面上，明显感觉到来自干燥机振动的冲击，转速越快，振动越大。

2.2干燥机故障分析

干燥机高速轴的一侧连接电机的弹性联轴器，另一侧连接制动器，减速机的低速轴直接连接开式齿轮副的小齿轮轴。如上图所示，干燥机在正常启动、运转和正常停止过程中，驱动装置中各个部位的传动件受到得力是均匀恒定的，如电动机的轴、联轴器、减速机的高速轴、二级轴、三级轴、四级轴、五级轴、高速轴轴承及其他轴轴承等。

干燥机非正常停止时，干燥机的筒体做钟摆运动［5］，停止过程如下：电机停止制动器关闭，减速机的高速轴处于一种停止状态。由于干矿在干燥机筒体的分布不均，呈偏心状态，导致干燥机进行快速反转，干燥机→开式齿轮副→减速机五级轴→减速机四级轴→减速机三级轴→减速机二级轴→减速机一级轴（静止状态）→电动机（静止状态），由于减速机二级轴直接碰撞减速机一级轴，然后带动减速机高速轴运转，干燥机运转约有半圈后，在做正向运转约1/3圈，然后在反转，然后在正转直到干燥机筒体自然停下。

上述非正常停车，导致减速的薄弱地方出现问题，例如高速轴支撑轴承6312c3轴承损坏，高速轴的油封60*75*12漏油，减速机内部轴及齿轮的危险截面的疲劳［6］等。

针对上述问题对干燥机减速轴承负荷做了对比计算，得出结论是：干燥机正常开机、运转、正常停车，减速机最薄弱的环节（高速轴支撑轴承6312）可以满足生产需要，但是在非正常工作状况，高速轴支撑轴承刚好不能满足生产需求，经验理由：刚刚换上的轴承6312一般可以使用3个月到6个月就会损坏，如果使用进口SKF或FAG轴承可以使用到6到10个月就要更换（按照干燥机一周停车两次计算）。

干燥机减速机一级轴支撑轴承（6312c3）在大部分正常工作状况和很少一部分非正常状况下容易损坏，这个事实证明了支撑轴承在非正工作中达到甚至超过了基本额定动态负荷。根据经验分析将支撑轴承6312改成22212轴承比较合适，6312的基本额定动态负荷是85.2kN，22212的基本额定动态负荷是156kN。两种轴承的内圈、外圈、宽度都是一样的，极限转速比较相近在7000～7500rpm，唯一的不同的是额定参考转速，6312是11000rpm，22212是5600rpm，都大于正常使用1450rpm。故此选用22212轴承。生产实践表明，采用了22212轴承以后，干燥机减速机支撑轴承在也没有损坏过。

干燥机第二种故障表现为干燥机运转过程中的振动，干燥机振动主要来源于两个部位，第一是滚圈与支撑托辊之间运转产生的，第二是干燥机开式齿轮副运转之间产生的。第一种振动主要是支撑托辊与干燥机滚圈之间相对运动产生的，滚圈与支撑托辊之间有静摩擦也有部分滑动摩擦，这样就导致两个滚圈在四个支撑托辊运动不同步，有的支撑托辊与滚圈之间运动是静止的，有的支撑托辊与滚圈之间的相对运动是滑动的。针对这种状况，采用了支撑托辊与滚圈加润滑油的方法，这样基本保证滚圈与支撑托辊之间有润滑油作为中间介质，这样可以保证两个滚圈与润滑油，润滑油与四个支撑托辊之间的步调相对一致，同时润滑油也起到一定的减震作用，实践证明干燥机支撑托轮与滚圈之间添加润滑油，使干燥机的振动降低到可以承受的范围。第二种的振动是开式齿轮副运动产生的振动，这种振动机理和滚圈与支撑托辊振动是一样的，也可以通过润滑的方法来解决。

为了解决干燥机整体振动问题，在干燥机周围添加了自动润滑站，定期、定时、定量给干燥机的支撑托辊，挡轮、开式齿轮副添加润滑油，实践证明这种方法是有效的。

3　小结

上述蒸汽干燥机两种故障，是贵溪冶炼厂二系统常见的故障，现在已经解决。随着标杆炼铜工厂的实现，日益老化的生产设备已经不能满足快速生产的需要，要求设备管理人员对现场的设备及时进行更新、改造，更好适用标杆炼铜工厂发展。

参考文献：

［1］刘飞.贵冶二系统蒸汽干燥机工艺过程及生产实践［J］.湖南有色金属（机械设备），2011，27（5）:60-63.

［2］翟喆.两级爆轰驱动装置发射弹丸的实验和数值模拟［J］.北京理工大学学报，2012，32（7）:679.

［3］马欣，孙丽粒.单级循环气压缩机支推轴承设计［J］.设计与优化（风机技术），2014，3:44-45.

［4］沈丽娜.水轮发电机组运行中剧烈振动故障诊断及处理［J］.科技论坛（科技向导），2012，19:109.

［5］史玉才，管志川.偏轴钟摆钻具组合力学特性分析［J］.石油大学学报（自然科学版），2014，28（2）:42-43.

［6］王营帅，陈益芳.浅析化工设备标准中对“危险截面”的考虑［J］.中国石油化工标准与质量（化工技术），2014，10:21.

Analysis on 160T Steam Drying Machine Two Common Failures

MA Bang-yang
（Guixi Smelter，Jiangxi Copper Corporation，Guixi 335424，Jiangxi，China）

Abstract:Smelting workshop system 160T Steam drying machine was imported from KUMARA.It is the main equipment of Guixi smelter Smelting workshop.Its operating situation will directly affect the annual production task of smelting workshop.Since some design defects on drying machine and drive speed reducer，the gearbox high speed bearing always could be damaged easily.

Keywords:steam drying machine；open gear pair；actuating device；support roller；lubrication；word copper smelting factory bench marking

中图分类号：TF802+.64

文献标识码：B

文章编号：1009-3842（2016）02-0078-03

收稿日期：2015-10-10

作者简介：马榜样（1980-），男，安徽宿州人，工学学士，机械工程师，主要从事设备管理工作。E-mail:mabangyang@gy.jxcc.com