王占光
（焦作堅固水泥有限公司）

　　0、引言
　　近些年來，窯磨事故較多，主要表現(xiàn)在立磨減速機(jī)進(jìn)軸螺旋傘齒輪斷齒，立磨減速機(jī)末級行星機(jī)構(gòu)行星輪斷齒、開裂；窯上主要表現(xiàn)在過渡帶裂紋甚至炸裂。這兩種惡性事故的出現(xiàn)，往往因備件加工周期長無法短期恢復(fù)正常生產(chǎn)，給水泥企業(yè)造成巨大損失。本文現(xiàn)就這兩類事故發(fā)生的原因進(jìn)行淺析并提出一些防范措施，意在引起同行以及制造廠商的關(guān)注，杜絕或減少類似事故的發(fā)生。

　　1、事故的表現(xiàn)
　　為了方便說明，下面簡單敘述一下該類事故的具體表現(xiàn)。
　　1.1立磨減速機(jī)的事故表現(xiàn)
　　立磨減速機(jī)的進(jìn)軸斷齒及末級行星機(jī)構(gòu)的行星輪斷齒或開裂，往往前期沒有明顯征兆或征兆時間比較短暫，非常突然。比如減速機(jī)輸入軸斷齒前，振動參數(shù)沒有超標(biāo)，可能略有增加，尚未來得及措施，齒已斷過；行星輪的輪齒折斷或開裂更是如此，振動參數(shù)反映均不強(qiáng)烈，但事故就發(fā)生了。筆者曾目睹過兩臺減速機(jī)，一臺是發(fā)現(xiàn)進(jìn)軸出現(xiàn)斷齒，全面檢時發(fā)現(xiàn)四個行星輪內(nèi)壁均已出現(xiàn)了裂紋，且有的深度已到邊緣狀態(tài)，如果不檢查，回裝好的減速機(jī)用上就會出現(xiàn)行星輪炸裂事故；還有一臺減速機(jī)，振動值比平時有增加但仍在允許范圍內(nèi)，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于平時因磨機(jī)因料床不穩(wěn)引起的振動值增大時，就趕快進(jìn)行降壓運(yùn)行，但幾個小時后，行星輪確全部炸裂了。
　　1.2回轉(zhuǎn)窯過渡帶筒體開裂事故表現(xiàn)
　　其實，回轉(zhuǎn)窯筒體裂紋的類型較多，但本文僅就回轉(zhuǎn)窯過渡帶開裂進(jìn)行分析，主要是近些年來此類事故較多，損失較大，有必要單獨(dú)闡述而已。近些年來，回轉(zhuǎn)窯過渡帶裂紋事故頻繁，發(fā)現(xiàn)裂紋后，即使進(jìn)行及時加強(qiáng)，也會補(bǔ)了此處，裂了別處，不得不停產(chǎn)更換該處筒體，給企業(yè)經(jīng)營帶來困難；更甚者，有的企業(yè)在停產(chǎn)冷窯過程中出現(xiàn)了筒體炸裂事故，去年還有一企業(yè)在停產(chǎn)多日后出現(xiàn)了筒體炸裂成幾節(jié)的惡性事故。

　　2、事故的原因分析
　　2.1立磨減速機(jī)輸入軸斷齒事故的原因分析
　　作為立磨主減速機(jī)，設(shè)計富余應(yīng)該是很大的，一般情況下并非容易斷齒損壞。斷齒的原因主要是接觸精度不足、偏載掛角，比如螺旋傘齒輪，僅前端很少的部分接觸，結(jié)果就是前端吃力后端不吃力，全部傳動扭矩由前端承擔(dān)，局部超載在所難免，再加上現(xiàn)在的齒輪均為硬齒面，寧斷不彎，結(jié)果就可想而知了。細(xì)分原因主要有以下幾個。一是加工精度不足，一對齒輪副的螺旋角及齒形不符，很難保證正常接觸；二是安裝時沒有對齒輪副進(jìn)行精確修研，間距沒有正確調(diào)整，造成接觸高度、接觸寬度不足，甚至掛角；三是減速機(jī)僅對溫度、振動進(jìn)行檢測而對噪音沒有檢測，因檢測不全面，當(dāng)溫度、振動表征還在允許范圍內(nèi)的時候，減速機(jī)已經(jīng)事故了，若有噪音檢測的話，起碼多了一道關(guān)卡；四是相關(guān)人員對事故判斷的經(jīng)驗不足，延誤了問題的解決，甚至造成事故擴(kuò)大。五是不排除齒輪在加工、熱處理中，齒輪已經(jīng)存在如微裂紋等缺陷。
　　2.2回轉(zhuǎn)窯過渡帶筒體開裂的原因分析
　　回轉(zhuǎn)窯筒體裂紋非常常見，但近些年過渡帶筒體開裂比較頻繁。主要原因有以下幾個方面，一是回轉(zhuǎn)窯過渡帶沒有穩(wěn)定的窯皮，火磚之間存在縫隙，有害氣體、堿性物料對對筒體存在化學(xué)腐蝕以及應(yīng)力腐蝕，使得該處筒體減薄，應(yīng)力增大；二是該處穩(wěn)定較高，筒體材料強(qiáng)度下降；三是操作管理不當(dāng)，造成事故惡化。具體可做如下分析，一是由于過渡帶筒體無致密的窯皮保護(hù)，該處火磚很難把炙熱的腐蝕性氣體、堿性物料與筒體完全隔離，生產(chǎn)中堿性氣體、堿性物料就會通過磚縫與金屬筒體接觸而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕筒體，據(jù)相關(guān)資料介紹，預(yù)分解窯在該處的年腐蝕量超過0.5mm，若停窯頻繁、配料不當(dāng)，年腐蝕量會成倍甚至幾倍增加，用不了幾年，筒體的厚度減少量就會超過百分之三十，所以個別窯僅運(yùn)行幾年就會因筒體變薄而裂紋就是這個道理，同時也在此說明，這些年的錯峰生產(chǎn)，聯(lián)合停窯，從某種意義說，不能不說對窯不是一種傷害。該處裂紋的形式多為環(huán)向，但有時也因腐蝕麻坑的形式的不同，產(chǎn)生不規(guī)則裂紋。這是筒體應(yīng)力與腐蝕作用的綜合結(jié)果，斷口形式表現(xiàn)為脆斷，裂縫中多夾有氧化皮，該處一旦出現(xiàn)裂紋，發(fā)展很快，不易控制，必須引起業(yè)內(nèi)人士的高度重視；其二是由于該處筒體溫度較高，也削弱了筒體強(qiáng)度，不規(guī)則的腐蝕麻坑及焊接缺陷必然造成應(yīng)力集中，這也是該處產(chǎn)生裂紋的重要因素，同時也必須指出，近些年由于火磚的更新?lián)Q代，很多企業(yè)以硅莫磚代替了耐堿磚，增大了導(dǎo)熱系數(shù)使筒溫升高，削弱了筒體強(qiáng)度，也使得熱能在此遭到浪費(fèi)，更有甚的是加劇了該處的應(yīng)力腐蝕，據(jù)相關(guān)資料介紹，筒體每升高10°，應(yīng)力腐蝕的速度增加一倍，可想而知高溫對筒體的危害。三是操作管理不當(dāng)使得事故惡化，比如某廠發(fā)現(xiàn)裂紋不及時處理，冷窯期間不慢轉(zhuǎn)窯，豈不知窯在冷卻收縮期間托輪的縱向阻力是很大的，已經(jīng)裂開的窯怎么能夠承受這些巨大的拉力呢？等等。

　　3、事故的防范措施
　　3.1立磨輸入軸斷齒的預(yù)防措施
　　立磨輸入軸斷齒、點蝕情況比較多，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾個方面解決，首先在加工精度上必須保證一對齒輪副的螺旋角匹配，齒形精度達(dá)到設(shè)計精度；第二，安裝時必須對齒輪副進(jìn)行接觸精度著色檢驗，使其接觸長度、高度達(dá)到要求，必要時要對齒形修研，通過調(diào)整使其接觸高度、寬度達(dá)到要求，避免如掛角等局部的不良現(xiàn)象，使應(yīng)力得到分散，避免局部過載使得輪齒折斷；第三，在操作管理上必須嚴(yán)格觀察振動參數(shù)、溫度的變化，發(fā)現(xiàn)有升高的現(xiàn)象，必須認(rèn)真分析確定原因，到現(xiàn)場查看噪音情況，同時對溫度、振動進(jìn)行手工測試并與儀表比對，判斷是否存在問題，防止事故發(fā)生或防止事故惡化。第四，定期對減速機(jī)、電機(jī)地腳螺栓的松緊程度檢查，防止因振動造成位置變化，影響對中；第五，經(jīng)常檢查聯(lián)軸器的運(yùn)行情況，防止因螺栓松動引起的對中偏離，引起附加載荷的增加。對于查出的問題必須先排除后開機(jī)，如對中偏離必須重新找正，若軸承存在問題則必須調(diào)整或更換，絕不可使設(shè)備帶病運(yùn)行。第六，建議把振動控制參數(shù)縮小，知道有些單位已經(jīng)這樣做了，取得了好的效果。第七，在有條件的情況下，增設(shè)軸向振動檢測儀表，以便判斷振動的原因。

　　3.2立磨行星輪開裂的預(yù)防措施
　　對于立磨行星輪開裂事故，想有幾項措施可供參考。，從設(shè)計來講，可考慮適當(dāng)擴(kuò)大外形尺寸，給行星輪增加壁厚提供空間；第二，有了空間就可增加輪壁厚度，以增大行星輪抵抗變形的能力，減小輪壁應(yīng)力；第三，制造商必須保證加工精度，組裝時必須注意軸承游隙的檢查，保證軸承游隙一致，防止行星輪受力偏載，組裝也必須按規(guī)范進(jìn)行，不得野蠻裝卸，造成零部件的損傷。要知道該處一旦一個齒輪故障，會使該處整體機(jī)構(gòu)遭到破壞；第四，減速機(jī)組裝時也要對齒輪的接觸精度進(jìn)行著色檢驗，使其達(dá)到規(guī)范要求，組裝完畢后必須把對機(jī)殼內(nèi)部清理干凈，防止造成不必要的零件干涉損壞；第五，在使用管理上嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，發(fā)現(xiàn)振動、溫度參數(shù)發(fā)生變化，必須認(rèn)真檢查，判斷是否存在問題，查不出問題決不能隨意開機(jī)，防止事故擴(kuò)大，若查出有問題更不能開機(jī)，使問題必須得到處理。第五，加強(qiáng)巡檢，認(rèn)真比較減速機(jī)內(nèi)部噪音的變化，彌補(bǔ)自動化上僅有溫度、振動參數(shù)檢測的缺陷。第六，加強(qiáng)工藝管理，穩(wěn)定磨機(jī)料床，防止設(shè)備振動造成附加載荷的增加。第七，加強(qiáng)潤滑管理，定期檢測潤滑油的變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油內(nèi)有異常金屬雜質(zhì)時，要分析雜質(zhì)來源，若判斷為減速機(jī)內(nèi)某零件磨蝕而來，則必須處理；還要注意油溫的變化，不正常的油溫變化，來自軸承的可能性Z大，必須結(jié)合噪音、振動的變化查清問題；需要說明的是因為立磨潤滑油流量很大，有時候溫度變化并不明顯，特別是突發(fā)性故障，所以必須全面觀察、全面分析綜合判斷。第八，與前者一樣，縮小振動參數(shù)的設(shè)定控制值，以便及時提醒關(guān)注。第九，在有條件的情況下，增設(shè)內(nèi)齒圈的振動檢測，以便觀察行星機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

　　3.3回轉(zhuǎn)窯過度帶裂紋的預(yù)防措施
　　過渡帶的筒體開裂，主要原因是筒體遭到窯內(nèi)堿性氣體、堿性物料的腐蝕后，筒體變薄所致。所以首先要考慮堿性物料與金屬筒體的隔離，避免其直接接觸，以減少堿性物料對筒體的腐蝕，其措施有幾個方面，一是可在筒體內(nèi)表面粉刷高溫防腐涂料，使二者隔離；二是通過火磚濕砌，使?jié)衿霭鼭{消除磚與磚之間的縫隙、磚與筒體間的縫隙，把堿性物料與金屬筒體隔離開來，減少筒體在存在應(yīng)力下的化學(xué)腐蝕，延長筒體壽命；三是可通過提高筒體厚度的方法延長筒體壽命，如：把筒體厚度提高到筒體工程直徑的百分之零點七。四是降低該處筒體溫度，因為前面講過，筒體溫度每升高10°，應(yīng)力腐蝕的速度就會增加一倍，何況這里的溫度不低于300°呢。有些單位做得很好，就是用炮筒風(fēng)機(jī)對該處進(jìn)行降溫。第五，對火磚的管理上也應(yīng)注意，有些單位一味的提高磚的檔次，如以硅莫磚代替耐堿磚，其導(dǎo)熱系數(shù)明顯不同，結(jié)果是該處溫度升高幾十度，既加快了筒體腐蝕，削弱了筒體強(qiáng)度，也對熱能的利用不利，為什么要這樣做呢？其實耐堿磚在此處的壽命并不短，或許大家都體會，筆者更是這樣認(rèn)為。第六，要定期對該處進(jìn)行筒體厚度檢測，超聲波探傷儀就可完成該項工作，通過檢測可以大致掌握腐蝕速度，預(yù)測筒體的壽命周期，以便早做準(zhǔn)備。第七，當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)裂紋后，應(yīng)及時停窯進(jìn)行焊接并補(bǔ)強(qiáng)，努力使其運(yùn)轉(zhuǎn)到合適時間，避免造成大的損失；這些補(bǔ)焊補(bǔ)強(qiáng)工作雖為臨時措施，也絕不可麻痹大意，避免新的損傷，比如焊接缺陷的控制等。這些工作完成后，還必須嚴(yán)密監(jiān)視，出現(xiàn)新的情況，另行措施。第八，裂紋一旦生成，窯的上下串動就應(yīng)該適當(dāng)控制，因為上下串動會增加筒體的拉應(yīng)力，會使裂紋延伸或擴(kuò)張，不利于裂紋的控制，應(yīng)減少回轉(zhuǎn)窯上下串動的頻率，在此筆者更主張停止窯的上下串動，以利于運(yùn)轉(zhuǎn)到計劃停運(yùn)時間。第九，若檢測筒體厚度的腐蝕量超過了筒體鋼板厚度的30%以上，筆者建議做筒節(jié)更換處理，不要等到裂紋出現(xiàn)再做處置。當(dāng)然在運(yùn)行中也應(yīng)關(guān)注，比如適時注意大小齒輪的振動，正確調(diào)整托輪莫讓該處承擔(dān)不應(yīng)有的彎矩，檢修時不能隨意焊接起吊環(huán)等等。還有一項非常重要，就是要保證運(yùn)行中的托輪、輪帶有很好的圓度和同軸度，因為有了臺階的托輪、輪帶會給窯的收索造成極大的障礙，造成筒體軸向應(yīng)力劇增。

　　4、結(jié)束語
　　近些年來，立磨減速機(jī)、窯筒體裂紋發(fā)生很多，比較典型；其它設(shè)備事故也不少，比較典型的如窯尾提升機(jī)因過載或其它原因跳停時開不起來，筆者也在群聊中幫助解決，但有的因處理方法不當(dāng)或原因判斷不準(zhǔn)發(fā)生事故，造成人員斷臂甚至丟命的都有；近期安全上因清庫造成人員傷亡的也不少等等，但因本文重點闡述的是窯磨問題，所以在此不多贅述。關(guān)于窯磨問題，本文分析了回轉(zhuǎn)窯過渡帶筒體裂紋的主要原因，也提出了裂紋的預(yù)防措施；磨上也是如此，解釋了減速機(jī)進(jìn)軸斷齒、行星輪開裂的原因，列出了一些注意事項。但是由于筆者時間倉促，水平有限，分析不到位甚至錯誤定會存在，在防范措施上也是如此，或許有些措施可能純屬多余，有的可能根本不對，望讀者不要盲從，用對的舍錯的，也歡迎同行對不適之處批評指正。另外也特別提醒制造商對減速機(jī)斷齒、輪壁開裂的原因進(jìn)行分析并采取措施杜絕或減少類似事故的發(fā)生，耐火材料廠能夠生產(chǎn)出更環(huán)保、更節(jié)能、更耐用的火磚。再需要說明的是，文中所說磨機(jī)減速機(jī)比較突然，也不是說就沒有一點發(fā)現(xiàn)以及采取措施的時間，只要巡檢到位，操作注意，還是能夠察覺到問題的，這個不是化的事情。

來源：（水泥內(nèi)參）