回转窑大齿圈及小齿轮轴密封改造

王学忠，李宝树，尚亚宁，杨小强

我公司现有两条水泥熟料生产线，生产规模分别为3 000t/d和5 000t/d，回转窑规格分别为ϕ 4.3m×62m和ϕ4.8m×72m，传动装置长期存在小齿轮轴端润滑油跑冒滴漏、大齿轮密封罩渗油现象，存在火灾等事故隐患，现场环境卫生差，油品消耗量高，润滑成本居高不下，严重影响窑的稳定可靠运行。

1 原因分析

（1）为实现回转窑窑内物料从窑尾方向向窑头快速运动，在水泥工艺布置上，回转窑一般与零平面的斜度在3%～4%之间，传动装置也相应倾斜布置，我公司两台回转窑安装均采用3.5%的斜度。小齿轮轴端密封采用石棉盘根压紧，在运行中，石棉盘根受回转窑窑体高温辐射热传导，导致硬化失效，密封效果差。

图1 改造前示意图

图2 改造后示意图

（2）原设计在齿轮箱中安装有鼠笼式带油轮，带油轮依靠小齿轮拨动被动运行来完成大小齿轮润滑。投运初期，带油轮故障频繁，回转窑在高温热态下停机检修，维护时间长，窑筒体弯曲变形的现象时有发生，存在着重大设备事故隐患。将带油轮拆除，改为直接浸油润滑，润滑油液面保持淹没小齿根部为宜，运行时，大量润滑油被大小齿轮带起，大部分润滑油滴落于小齿轮及轴上回到齿轮箱，少量润滑油则越过挡油环从低端顺轴溢出。

（3）安装在小齿轮两侧的挡油环，结构不合理，在油量较大时，挡油作用不明显，功能存在缺陷，轴端漏油仅靠石墨盘根密封，效果不好（图1）。

（4）大齿圈渗油的主要原因是：在运行时，润滑油从小齿轮传递到大齿轮上，由于润滑油量较大，粘度偏高，部分润滑油滞留时间长，随窑体运行被大齿轮带起，滴落于大齿轮罩壳体内，自然流回到油箱，少量润滑油从密封罩与齿轮密封间隙渗出，造成漏油。

2 解决方案

（1）以5 000t/d熟料生产线回转窑大小齿轮密封为改造对象，研究对策，解决运行过程中出现的大小齿轮润滑油渗漏，重点关注小齿轮低端润滑油顺轴溢出的情况，改进密封形式加以解决。

（2）积极与设备制造商沟通，主动识别轴端漏油是否为普遍现象，是否有解决该问题最有效的方法。

（3）借助网络、媒体收集技术文献，整理相关资料，借鉴该部位改造效果最佳案列，优化设计。

（4）5 000t/d熟料生产线回转窑大小齿轮密封装置改造效果验证后，再对3 000t/d回转窑进行改造。

3 改进措施

根据以上解决方案，经技术论证，最终决定将轴端密封改为迷宫式挡油圈+石棉盘根压紧密封形式，改变原挡油圈尺寸和形状，使其与齿轮罩形成曲路迷宫结构，有效防止渗漏（如图2所示）。同时使用适宜粘度的润滑油，加强维护，杜绝大齿圈与密封罩渗油。

4 改进效果

2017年1月，对5 000t/d水泥窑小齿轮轴密封按照以上方案进行了改造，对大齿轮密封进行了维护，并将润滑油更换为福斯GT10润滑油，增大了润滑油的流动度。实践证明，改进后的5 000t/d水泥窑齿轮轴密封装置，彻底解决了轴端密封效果差、漏油严重的问题，润滑油消耗从年使用量1 800kg下降到630kg，润滑成本大幅降低。同时有效避免了因润滑油渗漏不能及时补充，齿轮缺油造成的齿面损伤的问题，保证了齿轮可靠润滑。根据5 000t/d水泥窑齿轮轴端密封改造效果，随后又对3 000t/d齿轮密封进行了改造，投产以来齿轮密封不佳的问题得以彻底解决，极大改善了现场环境，提高了回转窑的运行可靠率。■