窯磨軸瓦發(fā)熱的預(yù)防和處理

在水泥生產(chǎn)過程中引起回轉(zhuǎn)窯和管式磨機(jī)軸瓦發(fā)熱的原因有很多方面，若以設(shè)備管理工程技術(shù)學(xué)科門類的設(shè)備現(xiàn)代綜合管理理念來分析，則將貫穿于設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計、制造、驗(yàn)收、安裝、使用、維護(hù)、維修等全過程的管理之中。本文所說的窯、磨軸瓦發(fā)熱是指除上述情況之外，即生產(chǎn)過程中因工藝操作方面原因引導(dǎo)致窯、磨運(yùn)行的均衡穩(wěn)定而產(chǎn)生的軸瓦發(fā)熱，也稱為運(yùn)行中的軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象。這種情況下的窯、磨軸瓦發(fā)熱是生產(chǎn)過程中較為頻繁的現(xiàn)象，是企業(yè)比較關(guān)注的問題。

1、回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行中的軸瓦發(fā)熱

當(dāng)窯的工藝操作出現(xiàn)異常情況時易引起軸瓦發(fā)熱，如：配料成分波動、噴煤管位置不當(dāng)、預(yù)熱器局部堵塞和來料不勻等原因?qū)е赂G皮的厚薄不均，使窯筒體在徑向或軸向溫差過大、筒體局部發(fā)生變形而使托輪受力不均等情況引起軸瓦發(fā)熱， 即為運(yùn)行中的軸瓦發(fā)熱。

長期以來，工藝操作者往往有只注重熟料產(chǎn)量和質(zhì)量的習(xí)慣，而不太重視對窯皮的保護(hù)和防范，保持它的均勻性和牢固程度。并認(rèn)為掉窯皮是不可避免的事，只要熟料質(zhì)量不受影響而無關(guān)緊要。有時則恰恰相反，由于不關(guān)注對窯皮的保護(hù)，會使窯皮在軸向或徑向，或二者并存的窯皮不均勻現(xiàn)象時有發(fā)生。窯皮的厚薄不均勻，會使得窯筒體延軸向和徑向發(fā)生不均勻的膨漲和收縮，從而破壞了窯中心線的直線度。尤其在窯頭和中間兩檔輪帶的筒體上出現(xiàn)這種狀況更應(yīng)值得關(guān)注和警惕，因?yàn)樗鼘苯訉?dǎo)致托輪受力狀態(tài)的變化，引起軸瓦發(fā)熱。

由于配料成分的波動、預(yù)熱器局部堵塞、來料不均、噴煤管位置不當(dāng)?shù)仍驎苋菀资垢G皮出現(xiàn)不均勻的狀況，這一觀點(diǎn)大多數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)管理人員都會認(rèn)同。當(dāng)出現(xiàn)這種情況若不及時調(diào)整和采取措施，隨著時間的延續(xù)，托輪軸與瓦之間的受力不均會導(dǎo)致油隙變小，油膜破壞，軸瓦開始發(fā)熱，軸和瓦處在無油的干磨擦狀態(tài)中很快就會傷軸拉瓦，甚至發(fā)生一系列更嚴(yán)重事故。

2、磨機(jī)在運(yùn)行中的軸瓦發(fā)熱

磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，中空軸軸頸和主軸承球形瓦之間，不可避免地要產(chǎn)生磨擦、磨損和發(fā)熱，且消耗一部分動力，即磨擦功耗。為了減少磨擦功耗、降低磨損速度、緩和沖擊和控制球形瓦溫度，必須保證軸和瓦之間良好的潤滑狀態(tài)，以便提高磨機(jī)的工作效率和使用壽命。因磨機(jī)軸瓦因潤滑不良等機(jī)械方面原因，造成軸瓦發(fā)熱以致燒瓦，甚至導(dǎo)致中空軸軸頸磨損的重大事故。排除磨機(jī)因安裝過程中軸瓦研刮不當(dāng)，軸肩預(yù)留間隙過大或過小以及平衡不當(dāng)?shù)仍蛞鸬妮S瓦發(fā)熱，尤其在安裝后的試生產(chǎn)期間表現(xiàn)突出，這類情況因?yàn)樵蛎鞔_，可作有針對性的處理，故本文不作重點(diǎn)討論。

當(dāng)磨機(jī)喂入物料的溫度、產(chǎn)量和通風(fēng)情況變化會引起磨尾軸瓦溫度的變化，且開流磨比閉流磨表現(xiàn)更為明顯。在磨頭若是稀油站供油潤滑冷卻系統(tǒng)正常，中空軸的油膜形成狀況良好，而中空軸表面溫度偏高，水泥磨一般是由于喂入熟料的溫度較高，風(fēng)掃磨和中卸磨則是入磨熱風(fēng)風(fēng)溫較高，或是喂入物料相對偏少所致。若是稀油站供油潤滑冷卻系統(tǒng)不正常，供油系統(tǒng)壓力偏低導(dǎo)致供油量不足；或是油冷卻器冷卻效果不好， 導(dǎo)致進(jìn)出潤滑油溫差偏小，也會使軸瓦溫度升高。在磨尾除了與磨頭存在相似的情況之外，磨內(nèi)隔倉板或篩板堵塞、或喂料過多接近飽磨的情況下使磨內(nèi)溫度升高而導(dǎo)致軸瓦發(fā)熱。尤其在夏季環(huán)境溫度高引起物料溫度、入口風(fēng)溫和循環(huán)冷卻水的溫度相應(yīng)升高，使軸瓦發(fā)熱的機(jī)會將相應(yīng)增大。磨尾中空軸表面溫度一般靠近磨筒體一端偏高，一般是由于中空軸與筒體接合部隔熱效果相對較差引起的。

3、窯軸瓦發(fā)熱的預(yù)防處理

在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行管理和維護(hù)中對偶然出現(xiàn)的軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象如何正確處理，它不僅關(guān)系到如何緩解設(shè)備存在的問題，還關(guān)系到設(shè)備長期安全運(yùn)行問題，故處理方法正確是否至關(guān)重要。

3.1 幾種不宜使用的處理方法

往軸瓦上注水來處理軸瓦發(fā)熱的方法起源于六、七十年代濕法窯和半干法窯上，當(dāng)時的技術(shù)水平相對落后，瓦口接觸角都為 60-70º 左右，有的甚至到 90º。由于接觸角過大，軸瓦一旦發(fā)熱，極易發(fā)生瓦將軸抱緊抱死，發(fā)生傷軸并與瓦融為一體的嚴(yán)重事故。為了在軸瓦發(fā)熱時首先保護(hù)軸，不得已采取棄瓦保軸的辦法。當(dāng)發(fā)現(xiàn)軸瓦發(fā)熱的情況時，常常先將窯停下來，隨后往軸和瓦上注水使瓦口張開，事后再頂窯換瓦；也有的不停窯，注水的同時讓窯繼續(xù)運(yùn)行。但事后瓦一般也都還得進(jìn)行重新研刮或更換，處理一次軸瓦發(fā)熱事故一般都得24 小時以上，有的需 48 小時甚至更長。因注水后軸瓦之間原本僅存少量的油膜已遭到破壞，在無油膜的狀態(tài)下運(yùn)行僅可降溫，避免瓦不抱軸的現(xiàn)象出現(xiàn)，但不能減小軸與瓦之間的磨擦，若不換瓦將給以后的再度發(fā)熱留下了隱患。以上的處理方法在六、七十年代是屢見不鮮習(xí)以為常的，后隨著國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，逐步認(rèn)識到這種方法的弊端而被否定，已不再被推崇使用。在九十年代以來的新型干法窯上，軸瓦瓦口接觸角的大小隨著技術(shù)的進(jìn)步已發(fā)生改變，由原來 60-70º 的接觸角發(fā)展為30º，油膜的生成狀況得到明顯的改善和提高，軸瓦發(fā)熱后的瓦抱軸現(xiàn)象已大為減少，在軸瓦發(fā)熱時往里注水的方法已逐漸消失。但仍有少數(shù)企業(yè)及個別安裝公司在生產(chǎn)調(diào)試期間遇到軸瓦發(fā)熱時仍有向軸承座內(nèi)注水的習(xí)慣，對于當(dāng)前新型干法窯來說這類方法是有害的。

使用含有石墨或二硫化鉬等固體外加劑的潤滑油可能會暫時緩解發(fā)熱狀況,但也會留下禍根，因?yàn)橥饧觿┑墓腆w殘留物和油臘混合后，會在軸瓦接合部入口縫隙邊緣形成一道稠狀不規(guī)則的堤壩，擋住潤滑油正常通過，影響油膜生成的均勻性，也給軸瓦以后再度發(fā)熱留下了隱患。八十年代石化行業(yè)的某潤滑研究機(jī)構(gòu)，在中小水泥和化工企業(yè)的磨機(jī)軸瓦上推廣使用二硫化鉬潤滑脂，不到兩年時間其弊端逐步顯現(xiàn)出來，其主要原因是油膜形成的均勻性不如潤滑油好，對軸瓦的長期安全運(yùn)行不利而被停止推廣使用。

在沒有準(zhǔn)確判斷出引起托輪軸瓦發(fā)熱的原因之前，不要輕易調(diào)動托輪位置，經(jīng)過觀察分析若確因工藝上原因使筒體局部溫度偏高而產(chǎn)生了變形， 致使托輪受力狀況發(fā)生變化而引起的軸瓦發(fā)熱，在工藝上應(yīng)盡快調(diào)整操作方案，讓托輪受力狀況恢復(fù)正常，會使處理軸瓦發(fā)熱的時間大大縮短。上世紀(jì)六十年代有一種習(xí)慣的做法是在軸瓦發(fā)熱時，事先就考慮調(diào)動托輪位置，以改變或減輕托輪的受力狀態(tài)，待軸瓦溫度降下來后再回復(fù)到原來的位置。其實(shí)不然，一般托輪在經(jīng)過幾次調(diào)動后再調(diào)回原位是不太可能的，即使通過調(diào)動托輪溫度會暫時下降，當(dāng)窯工藝恢復(fù)正常窯筒體的變形消失后，有可能是導(dǎo)致下一輪軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象開始，長此以往會增大窯兩線不平行程度，給今后的正常維護(hù)和管理增加難度。尤其是現(xiàn)在新型干法窯也采用調(diào)整托輪的方法來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，使發(fā)熱軸瓦的托輪在某一時間段受力狀況有可能會得到緩解，但調(diào)整后的托輪在它適應(yīng)了新的位置后，在短時間內(nèi)不可能使其恢復(fù)原狀態(tài)，隨著托輪調(diào)整次數(shù)的增多，即使做了詳細(xì)的調(diào)整筆錄也難以使其再調(diào)回到原位，因原位是窯中心線呈直線的位置（一般新窯安裝后的試運(yùn)行階段，其中心線已經(jīng)調(diào)為直線）。每次調(diào)進(jìn)或調(diào)退時絲桿旋動的角位移與軸承座位移量不一定相符， 在調(diào)進(jìn)時因托輪需克服窯的重載和相應(yīng)的摩擦阻力，使得軸承座部件會儲存部分能量而暫緩釋放，隨著窯體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可能會逐漸釋放，也有可能繼續(xù)儲存延緩釋放或不釋放，在釋放中會使軸承座悄然發(fā)生位移，其位移量難以估量， 這就是托輪調(diào)退后很難調(diào)進(jìn)回復(fù)原位的原因。托輪在經(jīng)過數(shù)次調(diào)整后，窯中心線的直線度必然會引起變化，如此反復(fù)，托輪受力的均勻性狀態(tài)也必然會受到破壞。托輪軸瓦徑面和端面的發(fā)熱現(xiàn)象增多亦成必然。所以習(xí)慣性以調(diào)動托輪位置來處理軸瓦發(fā)熱的方法是不可取的。

3.2 正確有效的處理方法

在八十年代后期，國外水泥界就采用先進(jìn)合理的體外油循環(huán)冷卻方法來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象。并逐步被大多數(shù)同行所認(rèn)可并采用。國內(nèi)不少企業(yè)也采取澆淋低溫潤滑油來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，并取得很好的效果。近年來國內(nèi)的某科研部門為了配合這種處理方法的推廣實(shí)施，研制出一種空氣能量分離器的冷風(fēng)生成專利技術(shù)，這種能量分離器能產(chǎn)生 0.2Mpa 壓力， 0-15℃的低溫氣體，在處理和預(yù)防軸瓦發(fā)熱過程中發(fā)揮很大了的作用 。

采用這種空氣能量分離器的使用方法是：當(dāng)發(fā)現(xiàn)托輪軸瓦有發(fā)熱的趨勢或已經(jīng)發(fā)現(xiàn)軸瓦溫度已經(jīng)很高時，首先應(yīng)該是保持頭腦冷靜，在仔細(xì)分析原因的同時，將窯速降低到2/3，喂料量也減少到 2/3 左右；同時迅速將平時庫存預(yù)留的同類型、高粘度、低溫潤滑油通過靠近輪帶一方的軸承座觀察孔向軸上不間斷地澆淋，澆淋量不要忽大忽小，忽多忽少，不要整桶的往里倒；卸下軸承座油位顯示器同時放出熱油；使用的潤滑油溫度應(yīng)盡可能低，因?yàn)榇藭r軸瓦溫度都很高， 油膜已經(jīng)被破壞， 采用的油溫越低， 油膜的恢復(fù)和持續(xù)的時間將會越長，對冷卻和降低軸瓦溫度也將越會更加有利；同時打開軸承座端部小端蓋和另一個觀察孔以釋放熱量，并將上述的能量分離器的出風(fēng)管通過軸承座端部小端蓋口對準(zhǔn)托輪軸端部中心，使低溫氣流吹向軸的中心，由于軸的中心是全軸徑向溫度的部位，抑制住了中心溫度的上升，全軸的溫度以及瓦溫和油溫就會明顯下降。在整個處理過程中，軸承座內(nèi)潤滑油的溫度會經(jīng)歷三個時間段，即：高溫持續(xù)階段――溫度下降階段――正常溫度穩(wěn)定階段，整個處理時間一般為 8 個小時左右，短 4－ 6 小時，為12－ 14小時，各階段所需時間的比例一般各占 1 /3?這是一種在理論和實(shí)踐上都已確認(rèn)并為行之有效的方法，經(jīng)過不少企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，只要通過堅持不懈地往里澆淋冷油，不僅可以迅速降溫，還可以使被破壞的油膜迅速得到恢復(fù)。

在遇到軸瓦溫度接近臨界報警溫度時，也可使用能量分離器的出風(fēng)管通過軸承座端部小端蓋口對準(zhǔn)托輪軸端部中心，使低溫氣流吹向軸的中心，能起到抑制中心溫度的上升，只要軸溫不繼續(xù)升高，油膜被破壞的程度就可能下降，油膜能保持正常，全軸的溫?以及瓦溫和油溫就會明顯下降，從而起到預(yù)防軸瓦發(fā)熱的作用。

以上是圍繞如何使用冷油處理方法上的創(chuàng)新，采用低溫潤滑油澆淋或注入的處理方法，既能降低油溫，保持油的原有粘度，使摩擦副之間油膜的不斷產(chǎn)生。

總之，無論采取怎樣的方法處理托輪軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，都應(yīng)遵循保證窯設(shè)備能保持長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)、符合機(jī)械設(shè)備摩擦與潤滑機(jī)理和窯兩線保持平行的三個基本原則，任何違背這一規(guī)律看似有效的方法都是不可取的。

4、磨機(jī)軸瓦發(fā)熱的預(yù)防處理

磨機(jī)軸瓦發(fā)熱后潤滑油溫度將逐漸升高，在中空軸軸頸外表面極易形成粘有巴氏合金的條痕，條痕深可達(dá) 2mm左右，且疏密不均使軸頸表面的光潔度下降，使瓦面接觸點(diǎn)受剪應(yīng)力作用而引起大面積拉傷(剪切破壞)。巴氏合金顆粒粘貼在中空軸軸頸表面，隨中空軸轉(zhuǎn)到上部與冷潤滑油相遇并被冷處理，從而提高了硬度，當(dāng)其隨中空軸轉(zhuǎn)到下方時，就將瓦面再次拉傷，反復(fù)出現(xiàn)間距不等的條狀痕跡。同時，粘有巴氏合金顆粒的中空軸經(jīng)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)磨擦后，潤滑油溫度逐漸升高。出現(xiàn)這種情況的處理方法是應(yīng)將軸瓦拉出，重新刮研瓦面，條痕過深處，還應(yīng)補(bǔ)焊同質(zhì)巴氏合金。如果軸瓦磨損嚴(yán)重，軸瓦及中空軸的間隙大，這時應(yīng)該重新在瓦上澆注巴氏合金并加工后安裝使用。

有時軸瓦一端出現(xiàn)高溫。其原因有可能是由于球面瓦座調(diào)整不靈活，使瓦面與中空軸軸頸小面積接觸、靜載荷變大造成的。這種情況應(yīng)將磨機(jī)筒體頂起，檢查球面瓦瓦背與瓦座的接觸情況，必要時應(yīng)重新研磨瓦座和瓦背，使其調(diào)心自如。同時重新刮研瓦面，將氧化層徹底刮掉，并用油石磨光中空軸軸頸。另一種可能是磨筒體運(yùn)動時受熱引起軸向膨脹，由于安裝時預(yù)留間隙過小，使軸肩頂死低端的瓦肩，造成磨擦加劇發(fā)熱，此時需用油石和細(xì)砂布磨光中空軸軸頸。

有時軸瓦溫度升高時，中空軸表面光澤灰暗，并有粘連現(xiàn)象，這種情況有可能是由于瓦面局部高溫而出現(xiàn)膠合造成的，此時應(yīng)對軸瓦進(jìn)行刮研。有時軸表面局部光亮，這有可能是由于油質(zhì)不良，油內(nèi)雜質(zhì)多造成的，應(yīng)當(dāng)更換潤滑油。

有時油溫偏高，但沒有巴氏合金粘連現(xiàn)象。其原因有可能是潤滑油供給量少及粘度較低，不能形成油膜；或是油變質(zhì)不潔凈；或是研刮瓦時沒有達(dá)到規(guī)范要求，瓦口間隙過??；或是軸瓦的冷卻水不暢通；或是稀油站的供油潤滑設(shè)備出現(xiàn)故障造成的、或是過濾網(wǎng)壓差高。安全閥動作造成油量少油壓低造成油溫高；還有可能是油泵漏油或損壞泵油少也會造成油溫高。應(yīng)分別采取換油、重新刮瓦、暢通冷卻水和維護(hù)潤滑設(shè)備等措施進(jìn)行處理。此外，應(yīng)該注意的是新安裝或檢修更換新瓦后的磨機(jī)在試車時，應(yīng)將新軸瓦處的潤滑油供油量稍調(diào)大一點(diǎn)，以加強(qiáng)潤滑油的冷卻及沖洗作用，同時要特別注意觀察中空軸的溫度。目前大多數(shù)水泥廠磨機(jī)軸瓦測溫裝置采用的是安裝于軸瓦環(huán)向120°端面深孔內(nèi)的電接點(diǎn)壓力式溫度計，由于其測溫部分僅位于瓦體中部，只能反應(yīng)局部軸瓦溫度，所以試車時將溫度計示值當(dāng)作軸瓦溫度是不太準(zhǔn)確的。一般磨機(jī)試重車時，應(yīng)有人守候在主軸承旁，觀察中空軸表面面的油膜情況，用手觸摸中空軸各個區(qū)段位置油膜厚薄，憑手感估測溫度情況，若溫度較高，可用手持式激光測溫儀檢測中空軸表面的溫度，一般中空軸溫度在 65℃以下為正常，超過 65℃就必須加強(qiáng)注意觀察，溫度達(dá)到 70℃時，應(yīng)立即停磨或采取慢轉(zhuǎn)了。

但磨機(jī)在正常生產(chǎn)過程中也常常因磨內(nèi)物料溫度過高等工藝方面的原因引起軸瓦發(fā)熱，此時采取停磨的方法來處理是比較可靠的，待磨機(jī)內(nèi)溫度降下來后再開磨，同時設(shè)法降低磨內(nèi)物料溫度。但多數(shù)企業(yè)不愿意采用停磨的方法，其原因是不愿影響生產(chǎn)，往往磨內(nèi)物料溫度在運(yùn)行中一般不是很容易降下來的，尤其是熟料入庫時由于冷卻不夠，使得入磨熟料溫度高，致使在繼續(xù)維持生產(chǎn)運(yùn)行還是停磨保護(hù)設(shè)備的問題上一直矛盾著的。在這種情況下有些企業(yè)采用磨內(nèi)噴水使磨內(nèi)溫度下降的辦法雖能湊效，但由于水量難以控制和調(diào)節(jié)，萬一失控引起大事故而不太放心使用。

采用稀油站的體外油循環(huán)冷卻的方法來處理軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象是目前較好的方法。但由于油冷卻器的使用效果并不十分令人滿意，尤其在夏季，或循環(huán)冷卻水溫度較高，水中雜質(zhì)多或冷卻器內(nèi)結(jié)有水垢情況下，使得進(jìn)出油冷卻器的潤滑油冷卻效果不理想，冷卻前后潤滑油的溫差小，有的只有1－2℃，板式換熱器雖然換熱效率高于列管式換熱器，但對于循環(huán)冷卻水中雜質(zhì)和污垢引起換熱效率的下降仍是無法避免，對于前面提到的研一種空氣能量分離器的冷風(fēng)生成裝置，利用這種能量分離器能產(chǎn)生成 0.2Mpa壓力，0-15℃的低溫氣體，在處理和預(yù)防磨機(jī)軸瓦發(fā)熱過程中也能發(fā)揮作用， 一種簡單快捷的方法是在軸承座觀察孔旁開一個直徑為34mm的圓孔，然后焊一節(jié)內(nèi)徑為 25mm 短管作為低溫氣體直接輸入軸承座內(nèi)的噴氣嘴，在軸瓦發(fā)熱溫度升高時迅速打開開關(guān)使冷氣流吹向軸瓦，可以達(dá)到抑制軸瓦溫度上升，降低軸瓦溫度的效果。還有一種方法是將能量分離器產(chǎn)生的低溫氣體作為油冷卻器的熱交換介質(zhì)，這種以潔凈氣體作為熱交換介質(zhì)的油冷卻器由于不存在以水為介質(zhì)的雜質(zhì)多或冷卻器內(nèi)易結(jié)水垢的弊端，由于?種介質(zhì)溫差大，熱交換效果比板式和列管式的換熱器高。使用中將軸承座內(nèi)的回油先進(jìn)入該油冷卻器，冷卻后的潤滑油再回到油箱，出油冷卻器的低溫氣體同前一種方法一樣再送入軸承座內(nèi)，繼續(xù)對軸瓦進(jìn)行冷卻，這種方法的效果大于前一種，只是系統(tǒng)顯得較為復(fù)雜一些。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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