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主營產(chǎn)品: 油液監(jiān)測系統(tǒng),油料多元素分析儀,顆粒度分析儀,污染度分析儀,運動粘度計,鐵量儀,薊管式鐵譜儀,多功能磨粒分析儀,智能鋼廠油液監(jiān)測系統(tǒng),粘度計

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油液監(jiān)測技術的應用-----AOD轉爐傾動大齒輪的故障診斷

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油液監(jiān)測技術

  油液監(jiān)測技術就是通過對設備在用潤滑油的理化性能指標、磨損金屬和污染雜質顆粒的定期跟蹤監(jiān)測,及時了解掌握設備的潤滑和磨損狀態(tài)信息,診斷設備磨損故障的類型、部位和原因,為設備維修提供科學依據(jù),指導企業(yè)進行設備的狀態(tài)維修和潤滑管理,從而預防設備重大事故發(fā)生的發(fā)生,降低維護費用。

AOD轉爐傾動大齒輪

  AOD轉爐傾動裝置是典型的大型低速重載回轉設備,屬于煉鋼廠不銹鋼生產(chǎn)線的關鍵設備,其傾動大齒輪的設計壽命為10 年左右,倘若其發(fā)生故障,將直接影響到不銹鋼產(chǎn)量并給工廠造成重大的經(jīng)濟損失。正是因為其重要性,所以采用油液監(jiān)測技術來監(jiān)測齒輪的磨損狀態(tài),下面來具體了解一下如何進行監(jiān)測及其方法。

AOD轉爐傾動大齒輪技術參數(shù)及監(jiān)測方法

 AOD傾動機械裝置采用全懸掛二點嚙合扭力桿平衡方式,其技術參數(shù)如下:

  1、傾動力矩: 2×106 N·m;

  2、大齒輪轉速: 0.15 ~1.5 r/min;

  3、直齒圓柱齒輪模數(shù) m = 20, 齒數(shù)Z1 / Z2 = 20 /132,齒寬b= 480 mm,分度圓直徑d1 / d2 = 400 /2640;

  4、小齒輪材質:17CrN iMo6,滲碳淬火磨齒,齒廓和齒向修形,齒面粗糙度 Ra 0.8μm ,齒面硬度 HRC 57~61;

  5、大齒輪材質: 30C rN iMo8V,調質σb = 1200 ~ 1350 N /mm2 ,磨齒和齒廓修形,齒面粗糙度 R 0.8μm ,齒面硬度 HB360 ~400;

  6、潤滑油黏度等級為ISO460,牌號為 BMP460。

監(jiān)測儀器

  本設備所用的監(jiān)測及分析裝置主要有: SPECTRO M 型油料光譜儀(Spectroil Co.);雙聯(lián)分析式鐵譜儀(Standard Oil Co.);RPD 旋轉式鐵譜儀(Predict Technologies Co.);BX60 鐵譜顯微鏡(Olymp us)等。

  1、光譜分析結果

  通過3月16 日和 3月28日分別對該設備實施了2次取樣分析,測試數(shù)據(jù)見表1。由于取樣時停機時間略有不同,因此數(shù)據(jù)略有差別。從光譜分析可以發(fā)現(xiàn)潤滑油中鉬和鐵元素含量很高,其中鉬元素來源于潤滑油添加劑,而鐵元素來源于齒輪副的磨損。

    2、鐵譜分析結果

  對2種油樣進行鐵譜分析顯示潤滑油中存在眾多大尺寸的鋼質磨粒,其種類有片狀磨粒、嚴重滑動磨粒、切削狀磨粒和塊狀磨粒。其中片狀磨粒(見圖1)和嚴重滑動磨粒(見圖2)的大尺寸均在200μm以上;而切削狀磨粒(見圖3)則比較粗大,其大長軸尺寸也在200μm以上;塊狀磨粒的尺寸也達到了150μm×120μm(見圖4)。這些大尺寸鋼質磨粒的存在,顯示出齒輪副存在異常磨損,齒面出現(xiàn)了點蝕現(xiàn)象,為此建議設備點檢方盡早打開箱蓋全面檢查齒面狀態(tài)。

 

齒面檢查結果

  利用生產(chǎn)的間隙時間,對齒輪箱進行了開蓋檢查,檢查結果如圖5所示。從大齒輪各齒面狀態(tài)來看,其輪齒節(jié)線上下齒面的材料有不同程度的磨損損失,離節(jié)線越遠,磨損量越大,而節(jié)線處的材料幾乎沒有損失,所以在節(jié)線處可以看到一條連續(xù)的凸起線。從齒面損傷形式來看,大齒輪應屬于中等磨損,但各齒面節(jié)線附近已經(jīng)出現(xiàn)一定數(shù)量的點蝕坑,說明磨損程度已經(jīng)趨于嚴重。而與之配對的小齒輪由于是硬齒面,其磨損程度相對較好。

故障原因分析

  為什么設計壽命達 10年之久的齒輪,在短短2年之內就出現(xiàn)了如此嚴重的異常磨損呢? 由于該轉爐傾動裝置屬于典型低速重載設備,在啟動、制動時的速度很低(大齒輪轉速僅為0.15~1.5 r/min),油膜的形成比較困難,因此重載齒輪副基本處于邊界潤滑狀態(tài)。在這種條件下,要求所選用的潤滑劑必須具有優(yōu)良的極壓抗磨性能,否則會導致兩摩擦表面的直接接觸,從而使得齒輪表面出現(xiàn)異常磨損甚至膠合現(xiàn)象。

  極壓抗磨劑能夠在金屬表面承受負荷的條件下,起防止金屬表面的磨損、擦傷甚至燒結的作用。其作用機制大體如下:當摩擦面接觸壓力高時,兩金屬表面的凸凹點互相嚙合,產(chǎn)生局部高壓和高溫,此時若潤滑油中含有活性硫、磷等類型化合物的極壓抗磨劑時,將與金屬表面發(fā)生摩擦化學反應,生成剪切強度低的硫化物、磷化物類無機保護膜,從而將兩摩擦表面隔開,達到防止金屬的磨損和燒結的目的。因此 ,低速重載齒輪副所選用的潤滑劑必須具有良好的極壓抗磨能力,目前該設備所用 BMB460潤滑油的極壓抗磨性能如何尚待進一步考察。

  如果潤滑劑的潤滑效果不佳或出現(xiàn)污染雜質(比如大尺寸的金屬磨粒或其他硬質顆粒),就會在比較短的時間內出現(xiàn)中等程度的磨損損傷。通常齒輪副的中等磨損是在半年至一年時間內出現(xiàn)的,但由于轉爐傾動裝置的運轉率很低,也就是說齒輪副的累積工作時間并不算很長,故在不到二年的時間內出現(xiàn)了中等磨損同樣屬于此類故障。

檢修與維護建議

  從目前傾動裝置大齒輪齒面的磨損狀況來看,如不及時采取有效措施,將會導致齒輪過度磨損,工作齒面材料將被大量磨掉,齒厚減薄齒頂變尖,漸開線齒廓形狀將被破壞,后出現(xiàn)嚴重的噪聲和振動,甚至發(fā)生彎曲疲勞斷齒,并且還會波及到硬齒面的小齒輪,終使得小齒輪也發(fā)生損傷。因此提出如下建議:
  (1)加強現(xiàn)場點檢的日常巡檢工作,確保齒輪齒面均勻的噴油量,確保摩擦副得到良好的潤滑。
  (2)及時更換潤滑油或加強過濾,以減少因大尺寸磨粒(磨料)的存在而導致對齒面的進一步損傷 。
  (3)縮短取樣分析周期,跟蹤齒輪的磨損發(fā)展趨勢。
  (4)對潤滑油的極壓抗磨性能等指標進行考察 ,使用極壓抗磨性能更好的潤滑劑(必要時還可以考慮適當提高其黏度等級),以改善齒輪副的潤滑效果,盡量延長齒輪的使用壽命 。
   (5)在定修時對大齒輪齒面進行無損探傷檢測 ,檢查齒輪的磨損嚴重程度。

 

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