王占光
（焦作坚固水泥有限公司）

　　0、引言
　　近些年来，窑磨事故较多，主要表现在立磨减速机进轴螺旋伞齿轮断齿，立磨减速机末级行星机构行星轮断齿、开裂；窑上主要表现在过渡带裂纹甚至炸裂。这两种恶性事故的出现，往往因备件加工周期长无法短期恢复正常生产，给水泥企业造成巨大损失。本文现就这两类事故发生的原因进行浅析并提出一些防范措施，意在引起同行以及制造厂商的关注，杜绝或减少类似事故的发生。

　　1、事故的表现
　　为了方便说明，下面简单叙述一下该类事故的具体表现。
　　1.1立磨减速机的事故表现
　　立磨减速机的进轴断齿及末级行星机构的行星轮断齿或开裂，往往前期没有明显征兆或征兆时间比较短暂，非常突然。比如减速机输入轴断齿前，振动参数没有超标，可能略有增加，尚未来得及措施，齿已断过；行星轮的轮齿折断或开裂更是如此，振动参数反映均不强烈，但事故就发生了。笔者曾目睹过两台减速机，一台是发现进轴出现断齿，全面检时发现四个行星轮内壁均已出现了裂纹，且有的深度已到边缘状态，如果不检查，回装好的减速机用上就会出现行星轮炸裂事故；还有一台减速机，振动值比平时有增加但仍在允许范围内，且远远小于平时因磨机因料床不稳引起的振动值增大时，就赶快进行降压运行，但几个小时后，行星轮确全部炸裂了。
　　1.2回转窑过渡带筒体开裂事故表现
　　其实，回转窑筒体裂纹的类型较多，但本文仅就回转窑过渡带开裂进行分析，主要是近些年来此类事故较多，损失较大，有必要单独阐述而已。近些年来，回转窑过渡带裂纹事故频繁，发现裂纹后，即使进行及时加强，也会补了此处，裂了别处，不得不停产更换该处筒体，给企业经营带来困难；更甚者，有的企业在停产冷窑过程中出现了筒体炸裂事故，去年还有一企业在停产多日后出现了筒体炸裂成几节的恶性事故。

　　2、事故的原因分析
　　2.1立磨减速机输入轴断齿事故的原因分析
　　作为立磨主减速机，设计富余应该是很大的，一般情况下并非容易断齿损坏。断齿的原因主要是接触精度不足、偏载挂角，比如螺旋伞齿轮，仅前端很少的部分接触，结果就是前端吃力后端不吃力，全部传动扭矩由前端承担，局部超载在所难免，再加上现在的齿轮均为硬齿面，宁断不弯，结果就可想而知了。细分原因主要有以下几个。一是加工精度不足，一对齿轮副的螺旋角及齿形不符，很难保证正常接触；二是安装时没有对齿轮副进行精确修研，间距没有正确调整，造成接触高度、接触宽度不足，甚至挂角；三是减速机仅对温度、振动进行检测而对噪音没有检测，因检测不全面，当温度、振动表征还在允许范围内的时候，减速机已经事故了，若有噪音检测的话，起码多了一道关卡；四是相关人员对事故判断的经验不足，延误了问题的解决，甚至造成事故扩大。五是不排除齿轮在加工、热处理中，齿轮已经存在如微裂纹等缺陷。
　　2.2回转窑过渡带筒体开裂的原因分析
　　回转窑筒体裂纹非常常见，但近些年过渡带筒体开裂比较频繁。主要原因有以下几个方面，一是回转窑过渡带没有稳定的窑皮，火砖之间存在缝隙，有害气体、碱性物料对对筒体存在化学腐蚀以及应力腐蚀，使得该处筒体减薄，应力增大；二是该处稳定较高，筒体材料强度下降；三是操作管理不当，造成事故恶化。具体可做如下分析，一是由于过渡带筒体无致密的窑皮保护，该处火砖很难把炙热的腐蚀性气体、碱性物料与筒体完全隔离，生产中碱性气体、碱性物料就会通过砖缝与金属筒体接触而发生化学反应，腐蚀筒体，据相关资料介绍，预分解窑在该处的年腐蚀量超过0.5mm，若停窑频繁、配料不当，年腐蚀量会成倍甚至几倍增加，用不了几年，筒体的厚度减少量就会超过百分之三十，所以个别窑仅运行几年就会因筒体变薄而裂纹就是这个道理，同时也在此说明，这些年的错峰生产，联合停窑，从某种意义说，不能不说对窑不是一种伤害。该处裂纹的形式多为环向，但有时也因腐蚀麻坑的形式的不同，产生不规则裂纹。这是筒体应力与腐蚀作用的综合结果，断口形式表现为脆断，裂缝中多夹有氧化皮，该处一旦出现裂纹，发展很快，不易控制，必须引起业内人士的高度重视；其二是由于该处筒体温度较高，也削弱了筒体强度，不规则的腐蚀麻坑及焊接缺陷必然造成应力集中，这也是该处产生裂纹的重要因素，同时也必须指出，近些年由于火砖的更新换代，很多企业以硅莫砖代替了耐碱砖，增大了导热系数使筒温升高，削弱了筒体强度，也使得热能在此遭到浪费，更有甚的是加剧了该处的应力腐蚀，据相关资料介绍，筒体每升高10°，应力腐蚀的速度增加一倍，可想而知高温对筒体的危害。三是操作管理不当使得事故恶化，比如某厂发现裂纹不及时处理，冷窑期间不慢转窑，岂不知窑在冷却收缩期间托轮的纵向阻力是很大的，已经裂开的窑怎么能够承受这些巨大的拉力呢？等等。

　　3、事故的防范措施
　　3.1立磨输入轴断齿的预防措施
　　立磨输入轴断齿、点蚀情况比较多，笔者认为应从以下几个方面解决，首先在加工精度上必须保证一对齿轮副的螺旋角匹配，齿形精度达到设计精度；第二，安装时必须对齿轮副进行接触精度着色检验，使其接触长度、高度达到要求，必要时要对齿形修研，通过调整使其接触高度、宽度达到要求，避免如挂角等局部的不良现象，使应力得到分散，避免局部过载使得轮齿折断；第三，在操作管理上必须严格观察振动参数、温度的变化，发现有升高的现象，必须认真分析确定原因，到现场查看噪音情况，同时对温度、振动进行手工测试并与仪表比对，判断是否存在问题，防止事故发生或防止事故恶化。第四，定期对减速机、电机地脚螺栓的松紧程度检查，防止因振动造成位置变化，影响对中；第五，经常检查联轴器的运行情况，防止因螺栓松动引起的对中偏离，引起附加载荷的增加。对于查出的问题必须先排除后开机，如对中偏离必须重新找正，若轴承存在问题则必须调整或更换，绝不可使设备带病运行。第六，建议把振动控制参数缩小，知道有些单位已经这样做了，取得了好的效果。第七，在有条件的情况下，增设轴向振动检测仪表，以便判断振动的原因。

　　3.2立磨行星轮开裂的预防措施
　　对于立磨行星轮开裂事故，想有几项措施可供参考。，从设计来讲，可考虑适当扩大外形尺寸，给行星轮增加壁厚提供空间；第二，有了空间就可增加轮壁厚度，以增大行星轮抵抗变形的能力，减小轮壁应力；第三，制造商必须保证加工精度，组装时必须注意轴承游隙的检查，保证轴承游隙一致，防止行星轮受力偏载，组装也必须按规范进行，不得野蛮装卸，造成零部件的损伤。要知道该处一旦一个齿轮故障，会使该处整体机构遭到破坏；第四，减速机组装时也要对齿轮的接触精度进行着色检验，使其达到规范要求，组装完毕后必须把对机壳内部清理干净，防止造成不必要的零件干涉损坏；第五，在使用管理上严格执行操作规程，发现振动、温度参数发生变化，必须认真检查，判断是否存在问题，查不出问题决不能随意开机，防止事故扩大，若查出有问题更不能开机，使问题必须得到处理。第五，加强巡检，认真比较减速机内部噪音的变化，弥补自动化上仅有温度、振动参数检测的缺陷。第六，加强工艺管理，稳定磨机料床，防止设备振动造成附加载荷的增加。第七，加强润滑管理，定期检测润滑油的变化，当发现油内有异常金属杂质时，要分析杂质来源，若判断为减速机内某零件磨蚀而来，则必须处理；还要注意油温的变化，不正常的油温变化，来自轴承的可能性Z大，必须结合噪音、振动的变化查清问题；需要说明的是因为立磨润滑油流量很大，有时候温度变化并不明显，特别是突发性故障，所以必须全面观察、全面分析综合判断。第八，与前者一样，缩小振动参数的设定控制值，以便及时提醒关注。第九，在有条件的情况下，增设内齿圈的振动检测，以便观察行星机构的运转情况。

　　3.3回转窑过度带裂纹的预防措施
　　过渡带的筒体开裂，主要原因是筒体遭到窑内碱性气体、碱性物料的腐蚀后，筒体变薄所致。所以首先要考虑碱性物料与金属筒体的隔离，避免其直接接触，以减少碱性物料对筒体的腐蚀，其措施有几个方面，一是可在筒体内表面粉刷高温防腐涂料，使二者隔离；二是通过火砖湿砌，使湿砌包浆消除砖与砖之间的缝隙、砖与筒体间的缝隙，把碱性物料与金属筒体隔离开来，减少筒体在存在应力下的化学腐蚀，延长筒体寿命；三是可通过提高筒体厚度的方法延长筒体寿命，如：把筒体厚度提高到筒体工程直径的百分之零点七。四是降低该处筒体温度，因为前面讲过，筒体温度每升高10°，应力腐蚀的速度就会增加一倍，何况这里的温度不低于300°呢。有些单位做得很好，就是用炮筒风机对该处进行降温。第五，对火砖的管理上也应注意，有些单位一味的提高砖的档次，如以硅莫砖代替耐碱砖，其导热系数明显不同，结果是该处温度升高几十度，既加快了筒体腐蚀，削弱了筒体强度，也对热能的利用不利，为什么要这样做呢？其实耐碱砖在此处的寿命并不短，或许大家都体会，笔者更是这样认为。第六，要定期对该处进行筒体厚度检测，超声波探伤仪就可完成该项工作，通过检测可以大致掌握腐蚀速度，预测筒体的寿命周期，以便早做准备。第七，当发现出现裂纹后，应及时停窑进行焊接并补强，努力使其运转到合适时间，避免造成大的损失；这些补焊补强工作虽为临时措施，也绝不可麻痹大意，避免新的损伤，比如焊接缺陷的控制等。这些工作完成后，还必须严密监视，出现新的情况，另行措施。第八，裂纹一旦生成，窑的上下串动就应该适当控制，因为上下串动会增加筒体的拉应力，会使裂纹延伸或扩张，不利于裂纹的控制，应减少回转窑上下串动的频率，在此笔者更主张停止窑的上下串动，以利于运转到计划停运时间。第九，若检测筒体厚度的腐蚀量超过了筒体钢板厚度的30%以上，笔者建议做筒节更换处理，不要等到裂纹出现再做处置。当然在运行中也应关注，比如适时注意大小齿轮的振动，正确调整托轮莫让该处承担不应有的弯矩，检修时不能随意焊接起吊环等等。还有一项非常重要，就是要保证运行中的托轮、轮带有很好的圆度和同轴度，因为有了台阶的托轮、轮带会给窑的收索造成极大的障碍，造成筒体轴向应力剧增。

　　4、结束语
　　近些年来，立磨减速机、窑筒体裂纹发生很多，比较典型；其它设备事故也不少，比较典型的如窑尾提升机因过载或其它原因跳停时开不起来，笔者也在群聊中帮助解决，但有的因处理方法不当或原因判断不准发生事故，造成人员断臂甚至丢命的都有；近期安全上因清库造成人员伤亡的也不少等等，但因本文重点阐述的是窑磨问题，所以在此不多赘述。关于窑磨问题，本文分析了回转窑过渡带筒体裂纹的主要原因，也提出了裂纹的预防措施；磨上也是如此，解释了减速机进轴断齿、行星轮开裂的原因，列出了一些注意事项。但是由于笔者时间仓促，水平有限，分析不到位甚至错误定会存在，在防范措施上也是如此，或许有些措施可能纯属多余，有的可能根本不对，望读者不要盲从，用对的舍错的，也欢迎同行对不适之处批评指正。另外也特别提醒制造商对减速机断齿、轮壁开裂的原因进行分析并采取措施杜绝或减少类似事故的发生，耐火材料厂能够生产出更环保、更节能、更耐用的火砖。再需要说明的是，文中所说磨机减速机比较突然，也不是说就没有一点发现以及采取措施的时间，只要巡检到位，操作注意，还是能够察觉到问题的，这个不是化的事情。

来源：（水泥内参）