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解决压机工段集成风机生产事故
来源 : 陶卫网     阅读 : 8768    作者 :     2014-10-31 压机工段集成风机

事件回顾
    一)集尘风机的轴承座破碎、传动轴弯曲变形、叶轮失去动平衡
  1997年8月23日上班伊始,接到报告:压机工段的集尘风机轴承座已支离破碎,个别部位甚至已磨成黑色粉末状,惨不忍睹;集尘风机的传动轴已经弯曲变形;原配的集尘风机叶轮失去动平衡。
    二)到了1998年3月底,由上海鼓风机厂制作的新叶轮多处出现裂缝并失去动平衡。送至该厂做了补焊和动平衡校正后的2个月,又发生失衡现象。
    三)最终判定:集尘风机的安装基础以及与之相关联的烟囱出了问题。
处理问题的思路
一)针对“事件回顾”第一条
    1)用上海轴承座厂的定型产品加工成非标产品后使用
    已破碎的轴承座型号为:SN516,使用材质为HT-20-40。配套轴承为SKF,22216 EK/C3 (EK为德国货,C3为较松的装配级别);与轴承配套的紧定衬套则为国产货。
    由于22216 EK/C3的轴承内径80mm,适用轴径70mm,外径140mm;又因为SN516轴承座宽度43mm,轴承座的螺栓安装孔距260毫米,同时考虑到若将轴承座的材料由灰口铸铁改为铸钢,则今后破裂的可能性甚小这一因素。
    因此,笔者决定采用上海轴承座厂的产品ZG2—140型轴承座,其螺栓安装孔距290mm,在现场安装时,只要两边各扩大15mm即可;其中心高度100mm,安装之前只要重新刨掉10mm即可。
    接下来,考虑设计修改问题:由于紧定衬套是对轴承的内圈进行固定,在当时没有进口紧定衬套的情况下,继续采用国产的紧定衬套会给轴承内圈的装配带来麻烦。因此决定将光轴结构改为阶梯轴形式,取基孔制优先配合H7/K6,便于加工和保证同心度,也避免因紧定衬套受热后的膨胀导致运行故障。
    当然,与此同时轴承端盖内设垫片,固定轴承并留出一定的间隙,防止过热膨胀后卡死。同时,做好轴承的润滑工作并加强测温措施,时时注意轴承座升温情况。
    2)由笔者测绘并画出传动轴的加工图纸,送当地机械加工厂加工。
    3)由机修工拆下叶轮,送常熟鼓风机厂修理并作动平衡校正。

二)针对“事件回顾”第二条
    1)由上海鼓风机厂制作的新叶轮:其钢板厚度为3毫米,另一边厚度为8毫米;叶片数目为12片;叶片高度为100毫米;叶片为空腔封闭式。
    该新叶轮本身应该不存在质量问题,因为当初由该厂交货并安装到现场之后,笔者用手将叶轮转动了几圈,然后用上海仪表机械厂生产的C2-6A型百分表测试其跳动为10丝;接着,不转动轴,用手直接扳起轴,让轴在轴承座范围内上下抖动,测其跳动量为7丝,属于正常范围。更何况该新叶轮已经使用了几个月,在此期间运转平稳,其旁边支撑的角钢无震动,排尘烟囱也无抖动。整个叶轮没有虚焊或脱焊漏焊之处,不太可能导致叶轮空腔内进水。因此,肯定是其它原因导致其失衡和开裂。
    2)在一时找不到真正原因的情况下,只能先对其校准动平衡,使用一段时间后再说。

三)针对“事件回顾”第三条
    1)笔者致电当年在陶院读书时的同班同学、而当时在江苏无锡工作的冯锡金,商讨对策。他提醒我注意观察集尘风机的安装基础。由此,我恍然大悟,想起了当年在景德镇市做墙、地砖技术引进项目时,由于压机地基基础没有做好所导致的、令人困扰的问题。
    2)遂重新考虑:
    要重新开挖地基基础很困难,因此,单独制作4根立柱将烟囱撑起,然后在其中间采用软性或柔性连接过渡,以便减轻震动并且避免烟囱管和集尘风机风管的直接接触;针对烟囱原来采用点焊之处,全部重新调整为滚花焊,且增加外围托板和包角条,借此增加焊缝长度和接触面,从而增加强度;对烟囱内的积泥进行全面的清洁处理;对烟囱帽的大小和高度进行调整。

处理问题的难点和重点
难点在于:
    1) 没有想到叶轮空腔内进水;
    2) 没有想到安装风机的地基基础出了问题;
    3) 没有注意到烟囱管的震裂。
重点在于:
    1) 公司领导下了死命令:必须恢复使用集尘风机,借此改善压机工段的工作环境并有利于员工的身心健康。
    2) 抓住了风机安装的地基基础这个纲,其余问题迎刃而解。

处理结果
一)针对“事件回顾”第一条
    1)将光轴改为阶梯轴后,采购部将我画的阶梯轴零件图送到当地乡镇的机械加工厂加工,并且没有按照设计要求进行热处理。结果用不了多久,轴被磨损。遂由采购部将同样的图纸送到上海矿山机械厂加工并做热处理。由该厂加工的新轴安装上去后,测其跳动为8—10丝,效果不错且一直到笔者离开泛亚公司,该轴仍可使用。从那时起,凡是重要的零部件制作加工,都是由我测绘并画图之后,由采购部送上海加工。
    2)从常熟鼓风机厂反馈的信息是:叶轮上的集尘甚多,未被清理。下暴雨时,雨水混着泥浆水渗入叶轮空腔,导致叶轮失衡、传动轴弯曲变形。
    他们采取的措施为:在每个叶片旁边,等距离、等径地钻孔,让叶轮空腔里的积水流出。经动平衡试验之后,配重两处,各为332克和258克。
    但该叶轮使用不久之后,再度出现失衡。
    3)装上新的铸钢轴承座之后,工作情况良好。一直到笔者离开泛亚公司,该轴承座仍能使用。

二)针对“事件回顾”第二条
    1)上海鼓风机厂对此事很重视,派来了副总工程师和钳工,用鼓风机厂的专用工具将叶轮从轴上拉出(笔者曾经在图纸上画出叶轮轮毂的沟槽部位和尺寸,以便利用该沟槽使得“三爪拉马”生根,从而将叶轮从轴上拉出。但是上海鼓风机厂未按图制作,而是在叶轮轮毂的根部开了两个工艺孔,便于使用他们的专用工具将叶轮从轴上拉出)。
    该副总工程师在现场前前后后仔细查看后,认为是传动皮带安装太紧导致叶轮失衡和开裂。
    该集尘风机的电机由台湾于1995年生产,型号:FBFC;55千瓦;4极,1470rpm。配用的传动皮带为6根C-128。
显然,皮带过紧会导致轴承过载;导致轴承和皮带的使用寿命下降。因此,一般要求每3个月检查一次,以确保皮带的使用寿命。
    针对该副总工程师的看法,笔者提出:皮带安装的松紧标准应该是每隔一米的长度范围内,可以获得挠度f=16mm.。当然,该挠度与皮带的断面结构有关;与作用于皮带上的力的大小有关,而该力的大小则是与小皮带轮的直径有关;于两皮带轮之间的距离有关;可参考以下数值

    1):根据现场对皮带挠度、小皮带轮直径、两皮带轮之间的距离测试结果,说明皮带安装并不过紧。
    2)排除了皮带安装过紧的因素之后,大家都没有找出叶轮失衡的原因。只好先将叶轮送上海鼓风机厂做动平衡校准后再使用。

 三)针对“事件回顾”第三条
    1)对地基基础采取局部加固;
    2)用竹竿搭脚手架,冲洗烟囱管内壁;对烟囱管加固并调整烟囱帽的大小和高度;
    3)按照处理思路进行作业。

事后的措施
    1) 加强对轴承、轴承座的测温和润滑保养;
    2) 定期检查传动皮带的松紧程度;
    3) 定期清洗烟囱内壁的粉尘。 (作者系景德镇陶瓷工业设计研究院陶瓷机械高级工程师)

(责任编辑 吴旭

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