防水之家讯：我厂600t/d五级旋风预热器窑生产线1998年9月建成投产后，因单筒冷却机振动大，托轮轴瓦多次发热烧毁，影响Φ3.2m×52m回转窑的产量，1999年熟料最高产量为20t/h。1999年下半年，我厂应用设备故障诊断技术，准确找出单筒冷却机振动原因，消除振动。2000年3月份，水泥厂熟料生产顺利达标达产。

1　单筒冷却机振动现象

单冷机主要技术参数:规格Φ3.2m×36m；安装斜度4%；主电动机YTSP315M2-6，110kW变频调速；总重量340t；筒体支承2档，8个滑动轴承；主减速机ZL-14-I，速比31.5；开式齿轮传动，大齿轮齿数178，小齿轮齿数19。主电动机转速在600r/min以下时，传动装置无大的振动；大于600r/min时，振动逐渐增大；转速在850r/min左右时，振动最大。该振动与混凝土基础共振，引起在单筒冷却机旁边的烧成车间变电所共振，在变电所二楼上的中控室计算机屏幕晃动；转速大于875r/min时，振动烈度下降。在运转过程中，托轮还有3～6次/min的间歇振动。这种情况迫使回转窑的生料投料量在35t/h以下，单筒冷却机主电动机转速在600r/min以下，烧成系统热工制度控制困难，回转窑内耐火砖寿命只有1个月，熟料生产处于亏损。

2　振动诊断

我厂现有DZ-5振动仪和ZFY-2电脑振动分析仪各1台，远红外点温仪1台，测量范围0～1000℃，误差+1℃。用这2台振动分析仪分别对传动机构进行振动测试，如图1，测得最大振动速度有效值如表1。
　
DZ-5振动仪测得数据较准，频率不准。而ZFY-2电脑振动分析仪频率只能一个一个的读，也不能较好地进行频谱分析。由表1可以看出位置3的振动最大。根据所测的结果，对照ISO2372振动速度标准，振动在良好范围内，而实际振动使单筒冷却机无法正常运转。为了确诊振动烈度与齿轮啮合频率的关系，我厂请马钢公司设备处诊断室用频谱分析仪对振动进行频谱分析。振动信号采样点同图1。


图2为位置3在主电动机转速为850r/min时的振动频谱图，是输入信号AC/0.5V、200Hz的正弦交流信号，主振动频率为8.5Hz和它的谐波振动。


　图3为位置2在主电动机转速为970r/min时的振动频谱图，是输入信号AC/0.5V、50Hz的正弦交流信号，主振动频率为9.75Hz和它的谐波振动。



单筒冷却机托轮有间歇振动，用粉笔在轮带与筒体之间划线，发现轮带与筒体之间有较大滑动，可以判定该滑动引起托轮振动。

3　振动原因分析及消除方法

1)单筒冷却机大齿轮由于生产厂家加工时没有很好地消除齿轮内应力，造成齿轮不圆，安装后，大齿轮的两个半齿圈接合面处的直径增大2.5mm，该误差使齿轮啮合过程中振动加剧。


2)由振动现象和振动频谱图分析可知，主振动为8.5Hz和它的高阶谐振。单筒冷却机振动与基础共振是齿轮啮合造成。只要将齿轮啮合频率躲开8.5Hz，则可减小齿轮啮合振动，消除共振。


3)检查开式齿轮啮合状态，由齿轮啮合印痕看出，小齿轮啮合痕迹略偏向齿根，因此可以将小齿轮外移，增加齿轮啮合顶间隙，改变齿轮啮合状态使齿轮啮合频率发生变化。


4)1999年12月停窑检修时，用塞尺千分尺检查轮带与筒体之间的间隙，测得上部轮带与筒体间隙13.83mm，下部轮带与筒体间隙13.35mm。


在单筒冷却机正常运转时，用远红外点温仪测得上部轮带处筒体温度310℃，轮带外表面温度95℃，下部轮带处筒体温度275℃，轮带外表面温度70℃，根据S=αD(t1-t2)+1计算公式，算出S上=10.07mm，S下=9.27mm。


式中:S——间隙量，mm；
α——热膨胀系数，0.000012mm/mm；
D——筒体外径+垫板厚度，3260mm；
t1——筒体热态时温度，℃；
t2——轮带热态时温度，℃。
则上部间隙超标13.83-10.07=3.76mm；
下部轮带超标13.35-9.27=4.08mm。


这两个数据均可圆整为4mm，因此在筒体垫板上加上2mm厚的铁板，即可消除超标间隙量，消除单筒冷却机轮带与筒体的滑动过大现象。


消除单筒冷却机振动方法:


1)外移小齿轮，改变齿轮啮合状态。由于单筒冷却机传动机构安装好后，各部件位置已经固定，作较大改动比较困难。我厂采取用锉刀锉，氧气割的方法修整传动部件地脚螺栓孔，将小齿轮外移0.75mm。


2)在轮带与筒体之间加上略小于筒体垫板尺寸的2mm铁板，铁板一端焊在垫板上。


经过以上两条整改措施后，单筒冷却机托轮振动现象消除。小齿轮振动下降，位置3处3个方向振动速度均小于1mm/s，基础共振现象消除。在2000年3月份，单筒冷却机生产能力达到设计要求，烧成系统生产达标达产。

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