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φ3.2×14m水泥磨润滑技术节能改造方案
浏览: 发布日期:2022-04-08

  山东水泥有限公司拥有一台φ3.2×14m水泥磨,配套辊压机,是企业的主力设备。水泥公司加大设备环境治理力度,重点加大泄漏的治理,降低环境污染,节能降耗,提升企业形象。球磨机润滑站、减速机、传动轴承、辊压机、风机等设备焕然一新。但是水泥磨开式齿轮与防尘罩密封处漏油,如图1。

  图1 水泥磨大齿轮漏油
  多年来一直没有根治,尤其是夏季泄漏较为严重,给生产环境带来不利影响。本公司对**水泥球磨机跟踪运行分析,了解球磨机开式齿轮应用开式齿轮油460,运行中出现振动,大小齿面胶合、塑性变形、磨损、齿面油膜在高温时破裂。夏季天气温度升高,进磨熟料温度高,引起齿面温度升高,现用开式齿轮油460,黏温性较差,低温时,粘度大,高温时,粘度降低较快,像水一样难以粘附在齿面上,随着磨机的旋转飞溅,穿过密封随着磨体淋下,是泄漏的主要原因。另外,此油抵抗齿面载荷能力不足,齿面出现高温胶合、变形、擦伤,引起振动,导致大齿轮与防护罩密封间隙加大,也是泄漏的原因之一。本方案主要对引起泄漏的原因进行分析提出整改方案,对影响磨机安全运行、节能降耗和环保的问题点进行整改,起到的作用:杜绝泄漏、提升设备运转率、节能降耗。
  方案实施后,将彻底解决磨机开式齿轮与防尘罩密封点的泄漏;减缓齿轮磨损及振动,降低夏季齿面温度5-8℃,避免小齿轮过度磨损,延长大小齿轮更换周期3倍以上;降低电耗5%。
  1.φ3.2*14米球磨机技术参数
  1.1生产能力(配辊压机)65-70t/h;磨机转速18.5r/min;研磨体最大装载量120t;设备总重量220t。主电动机型号YR1600-8/1430,额定功率1600KW,额定转速741r/min,额定电压10KV,额定电流112A,实际电流93-106A。
  1.2 磨机开式齿轮漏油分析,润滑方式:大齿轮带油油浴润滑,开式齿轮油460;漏油点主要集中在:a大齿轮与防尘罩密封处漏出;b小齿轮与防尘罩子密封处漏油,地面淌油较严重,如图2。

  
  图2 大齿轮与密封处泄漏

  460齿轮油技术指标:基础油粘度460cst,适合工作温度-5-65℃,飞溅加油浴润滑,四球机烧结负荷实验245KG。漏油原因分析:CKD460在高温时流动性好,大齿轮转动将油带起给小齿轮润滑,在飞溅起的油液随着磨体转动沿大齿轮筋板漏出,如图3。大小齿轮啮合时,油的油膜强度较低,油膜破裂大小齿面直接接触,磨损、胶合,大齿轮与密封罩子产生磨损,密封间隙加大,在夏季高温时,

 
  图3 大小齿轮油液飞溅

  460粘度随温度高低变化较大,低温至0℃,粘度达13000cst,磨机启动难;高温时,粘度太小齿面油膜不足,引起泄漏尤为严重,如:50℃时,粘度降为254cst,60℃时,粘度降为151cst,70℃时,粘度降为95.2cst,80℃时,粘度降为63.3cst,泄漏更加严重,并且油品高温烧结结焦。
  3.球磨机各摩擦副磨损分析
  3.1 开式齿轮磨损分析
  3.1.1磨机大小齿轮因磨损、疲劳点蚀、塑性变形、胶合,当大小齿轮啮合时,如图4齿面接触面积降低,塑变、胶合的高点接触,产生冲击振动,出现这种振动是长期润滑不良造成的。对磨机进行大修,小齿轮翻个使用,进行了换油处理,由CKD460齿轮油换为开式齿轮油460,此油由沥青调制增加粘度,但是基础油仍为460。如图5齿面油高温烧焦,形成漆膜,大齿轮齿面温度66℃,小齿轮齿面温度75℃,主要是选用的润滑油粘度低、油膜强度低、油品污染、混入固体颗粒、长期不换油造成。


  图4 齿面塑性变形、胶合

  图5 齿面形成漆膜

  3.2稀油站润滑
  3.2.1磨头主轴承稀油站润滑分析,如图6,回油处有微小固体颗粒,说明磨机在运行过程中有粉尘颗粒或者熟料粉末进入油路,尤其是夏季高温,主轴承观察孔门不关,在空气中悬浮的固体颗粒易进入主轴承室。润滑站上配套的双筒过滤器过滤精度120μm,而熟料粒度≤50μm的占85%以上,大部分固体颗粒随油进入轴瓦参与润滑,油温高时,油膜厚度降低,大颗粒凸显,产生三体磨料磨损。摩擦系数增加,摩擦功耗加大,消耗大量电能。


  图6 磨头主轴承稀油站油中污染颗粒

  4.磨机润滑改进方案
  经过对φ3.2*14米磨机漏油、振动和润滑问题综合分析,润滑技术在磨机上应用还是比较落后,导致了设备频繁检修,运行电流高,消耗大量能源。本方案的提出采用近几年的润滑新技术新材料,减少磨机齿面、主轴承轴、瓦等的磨损,降低设备故障率,提高设备运转率,降低能耗。
  4.1 大小齿轮润滑技术改进方案
  4.1.1 选用粘附性开式齿轮润滑剂G.Beslux Crown M Fluid,此油适用工作温度-10-110℃,基础油粘度3000,固体添加剂为石墨。此产品为西班牙老鹰专为球磨机开式齿轮研发生产的,技术性能:承载力高,抗重负荷能力强;抗磨性能优良;油膜厚度大,粘附性强,不易甩落;油品消耗量少。同时适用于油池润滑,图7显示了球磨机开式齿轮应用G.Beslux Crown M Fluid半流体润滑剂润滑效果。


  图7大小齿轮齿面油膜

  齿面形成良好润滑油膜,防止齿轮出现擦伤、胶合、塑性变形、点蚀等损伤,延长齿轮使用寿命,并避免因润滑不当造成的既有损伤的持续发展。G.Beslux Crown M Fluid 开式齿轮油,基础油粘度大,在齿面上粘附性好,随着磨机转动,不会被甩落,齿轮密封处无油甩出。为防止出现前述的各类损伤,要求选用的润滑剂具备高的粘度,承载能力强、粘附性能好、含极压添加剂、良好的抗磨损性能、适应齿面较高的工作温度。
  4.1.2 各种润滑剂润滑性能对比
技术指标对比
分析对比:开式齿轮油460适用于中负荷、温度适中油浴润滑,工作温度-5-65℃。
最适用于开式齿轮的润滑剂是G.Beslux Crown M Fluid,此润滑剂在****公司的Ф4.3*7.1米球磨机开式齿轮应用6年,无漏油现象、大小齿轮没有更换,在中联水泥、海螺水泥、河南焦作矿山均有应用。
  4.2 主轴承润滑技术升级改造方案
  4.2.1 主轴承润滑污染控制,轴瓦磨损过快的原因,一是油变质不换,造成油膜厚度降低,润滑性能变差,导致磨损轴瓦;二是油中污染颗粒的存在,对轴瓦产生三体磨料磨损;三是油中含有污染颗粒,加速油品氧化速度,油品寿命降低。
  4.3 小齿轮轴承润滑改造方案
  4.3.1小齿轮轴承选用重负荷G.Beslux Plex EH-2/G润滑脂,优点:良好的耐高温性,高滴点,可达240℃,具有较长的轴承运转寿命;具有良好的抗微动磨损性能。G.Beslux Plex EH-2/G含石墨固体润滑剂,抗重载、抗振动、冲击性能优良,高粘附性能,显著的防腐性能,特强的抗氧化性能,具有较长的轴承运转寿命。
  4.3.2 小齿轮轴承座内清洗原有润滑脂,要求清洗彻底后,加入G.Beslux Plex EH-2/G润滑脂,加脂量加满,防止粉尘颗粒进入。
  5.设备运行后效果
  5.1大小齿轮面油膜致密、粘附性好,杜绝泄漏,厚度大,润滑良好,降低磨机运行振动参数,降低摩擦因数,减缓大小齿轮磨损,备件更换周期延长,常规小齿轮寿命由5-8年延长到15-20年,大齿轮寿命由10-15年延长到30年以上。
  5.2小齿轮两侧轴承受到大小齿轮的冲击负荷、振动降低,运行周期延长,轴承寿命由5年延长到8-10年。
  5.3主轴承轴瓦、齿轮箱用油承载能力增大,油品经定时净化,油中污染颗粒得到控制,磨机轴瓦磨损降低,轴瓦的检修周期延长,磨机轴瓦在润滑良好时,轴合金瓦由5-8年延长到15-20年内不需要浇筑乌金。
  5.4直接观察到的数据是齿面工作温度降低,磨机传动电流降低,因摩擦磨损降低了,摩擦系数µ降低,磨机耗能就少,F=µm,磨机负荷不变,但µ摩擦系数随着润滑油膜的变化而变化,润滑良好与传统的润滑比较,磨机节电可达8%。

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