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篦冷机、破碎机窜轴的原因浅析

2019-01-28

　　新型干法生产线的篦式冷却机基本上都配套锤式破碎机，由于设备设计、安装、维修、维护及工艺等方面的因素，破碎机故障较多，如轴承高温、振动大、轴承跑内圈、窜轴、轴磨损及轴承烧损等，对正常生产有较大影响。笔者所在公司的1000t/d熟料生产线的篦冷机破碎机就出现过不少问题，尤其是窜轴现象多次出现，且一窜轴就会出现电机电流高跳停现象。笔者在处理中积累了一些经验，在此，对窜轴原因及处理方法进行介绍，供同行参考。

　　1　轴承未紧固好

　　带负荷试车时，非传动端轴承就发热，温度高达90℃，而另一端只有50℃，拆轴承盖时，当把轴承座的螺栓松掉时，轴承盖自动弹开，开始怀疑轴承外圈与轴承座孔配合较紧，热态时，轴不能热伸长，当把轴承座两接合面加0.20mm垫片后，运行后轴承仍然高温，且电机电流高，Z后跳停，经检查，轴向非传动端窜动较大，锤盘已与机壳相擦，导致电机电流过高跳停。后分析认为，新安装破碎机试负荷时就出现发热及窜轴，说明安装时轴承与紧定套之间未紧固好。破碎机轴承为带紧定套的调心滚子轴承(22338K+H2338)，轴承内孔锥度和紧定套外圈锥度为1：12，系锥度配合，其紧固主要是靠紧定套的拧紧。锁紧时，锁紧螺母挤压轴承，从而使轴承与紧定套之间发生相对运动，使轴承内圈与紧定套外圈紧密配合，同时，也使紧定套内圈与轴颈紧密配合，达到锁紧目的。
　　一般来说，位移越大，紧定效果越好，但调整过紧，内圈应力大，温度升高，有可能在反复冲击振动下，轴承内圈胀裂；同时，位移越大，在挤压力作用下，轴承间隙也会变小，也会出现异常温升，导致滚道烧伤。但配合松的话，轴承与紧定套，或紧定套与轴之间都可能出现相对滑动，也会发热，同时，当皮带轮不对正或锤头打击物料时出现轴向力时，就会出现轴的窜动，造成锤盘与机壳相擦，Z后造成电机电流高跳停。通常，为达到锁紧目的，先要用塞尺测量轴承的原始游隙（轴承原始游隙为0.16～0.22mm），紧定时再测量轴承的装配游隙，以间隙减小约0.02～0.04mm为宜。后经重新定位并锁紧后，运行正常，温度在50～65℃。因为工艺因素，窑出红料时，破碎机轴承都会有不同程度的升温现象，对此，我们对轴承座用压缩空气进行冷却，基本保证轴承能在80℃跳停温度以下工作。

　　2　轴承座振动大

　　因为轴承座未装测振仪，振动都是靠巡检工检查发现的，振动大的原因，多次是因锤头断裂或锤头轴断裂使锤头脱落造成不平衡引起的，一次是因窑内结大块，造成篦冷机栅条脱落与锤头撞击。振动大，就会加剧轴承的磨损与发热，使配合松动，进而使轴窜动。对此，我们通过结构改进，取消了锤头轴(Φ50×300)的用作定位的Φ10中间孔，改为两端加挡板定位，以加强锤头轴的强度；同时，采购质量较好的锤头，克服了锤头断裂的问题。

　　3　轴承失效或轴磨损

　　轴承失效或轴磨损后，就会因摩擦力加大或配合不好而造成松动，从而使轴发生轴向窜动。一次，传动端轴承保持架磨损掉，滚子在滚道中打横，破碎机启动时不能启动，但人工又能转动锤盘，经拆盖检查，发现传动端轴承保持架磨损掉，滚子在滚道中打横，造成此处紧定套与轴承分离。另一次是传动端轴磨损，在更换新轴承后，仍然出现轴的窜动，经测量，轴的直径为Φ169.76，而未磨损处为Φ169.99，为此，在轴与紧定套之间采用圆柱体固化胶，Z后达到配合目的。

　　4　检修方法方面的问题

　　（1）如图1所示，传动端轴承外圈与轴承座孔之间无轴向间隙，起定位作用(为便于配件制作，两端轴承座结构是一样的，这样，就需要在传动端轴承座内加一垫片)，而非传动端，考虑热胀冷缩，两边都有间隙，如图1b，一边为3mm，另一边为6mm。在试车期间，因窜轴而跳停后，设备厂家来人把非传动端轴承座盖打开，然后用一千斤顶把轴顶回，再锁紧螺母，搞好后就投入生产，未见轴的窜动，所以，后来再出现窜轴现象，我们基本上都是用顶一端轴并锁紧此端轴承的办法来处理的。然而，笔者通过分析，发现这种方法是不正确的，原因在于，锤盘与机壳之间间隙为40mm，当出现窜轴现象时，只有两端的轴承都出现配合松动，才可能让轴有约40mm的窜动量，否则，只有一端松动的话，另一端还是固定的，轴是不会窜动的，或者不会有这样大的窜动，这种只紧固一端的作法，表面上看是能把轴固定，但由于另一端松动，就会使松动的这一端发生相对运动，加剧轴承的磨损与发热，同时，紧固一端受较大的轴向力，会加速此处的松动。所以，一旦窜轴，必须两端都要紧固。

　　（2）在更换新轴承时，以前的办法是先拆开两端的轴承盖，把需要更换轴承的一端用葫芦吊起，拆下旧轴承，然后把紧定套与轴承一起套到轴上，调好锤盘与机壳的位置，放下轴，使轴承外圈放到轴承座内，紧固紧定套。在一次更换轴承时，就是按这种办法操作的，笔者发现了锤盘与机壳的位置变化，虽然不大，但发现了其中的问题。分析认为，在锁紧螺母时，本来应是轴承在锁紧力的作用下向大端走，紧定套不动的，但轴承外圈固定后，只能是紧定套移动，这就可能在紧定的同时，紧定套把轴带动一起走。当另一端松动时，这是肯定的，另一端不松动时，轴不会窜动，但会使轴承受一定的轴向力，从而使运行中易松动。为此，我们改变了安装方法：首先把锤盘与机壳之间间隙调好，然后把紧定套及轴承放到轴上，其紧定套大端基本上与轴承座孔对齐(指与外圈端面对应位置)，此时，轴承不要放入轴承座内，紧固锁母，待配合达到要求，再把轴承放入轴承座内，检查锤盘与机壳之间间隙是否有变化。这就避免了轴的窜动或轴承受轴向力的作用。

　　5　总结
　　笔者发现，在安装或检修时，测量非传动端轴端与轴承座端盖之间的间距L（如图1b所示），或者此端紧定套端面与轴端间隙，在停机时再测量此两处的数据，根据间距L等的变化来判断松动，并及时紧固，注意是紧固两端的轴承，能有效防止轴的过量窜动并避免轴承等的损伤。总之，认真分析窜轴原因，正确处理出现的窜轴问题，对提高运转率有重要意义。同时，由于窜轴有一个过程，如果在窜动量较少时，能及早发现问题，在不损坏轴承、紧定套及轴的前提下，及时处理，也有重要意义。