一种变速离合器振动故障分析及处理

　　摘要通过改变变速离合器轴承的结构设计，从而解决因负荷变动引起的变速离合器振动问题‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

　　关键词变速离合器轴承振动

　　离合器是主、从动部分在同轴线上传递动力或运动时，具有啮合或分离功能的装置‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。变速离合器主要是由减速齿轮箱装置和自动离合器组成，作为重要设备广泛用于钢铁行业的同轴机组，可替代同类进口产品，具有广泛的市场前景‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

　　变速离合器主要由上下箱体、同步离合器、传动齿轮、支撑轴承、轴封、测温元件及测振元件等组成。同步离合器布置在变速离合器箱体内。汽轮机未启动、离合器未啮合前，烧结主抽风机带动离合器输出端转动，离合器输入端、小齿轮及大齿轮均处于静止状态。汽轮机启动后，通过传动齿轮，带动离合器输入端转动，当同步离合器输入端转速高于输出端转速后，离合器啮合。离合器啮合后，汽轮机功率通过小、大齿轮、同步离合器及联接轴，传递到烧结主抽风机。

　　1项目概况

　　某钢铁企业烧结余热改造项目，利用环冷机的高温烟气通过余热锅炉，产生蒸汽进入汽轮机，通过变速离合器驱动电动机做功，从而达到节省电动机功率的目的。

　　1)原主机轴系配置：主抽风机+电动机。

　　2)改造后的轴系配置：主抽风机+电动机+变速离合器+汽轮机。系统在改造过程中，新增加变速离合器和汽轮机的设备基础，将电动机更换为双伸轴的电动机。

　　2现状及问题

　　机组在试车阶段，主抽风机与电动机联动试车，各项指标符合要求，汽轮机单体试车，各项指标符合要求，汽轮机与系统联合试车时，汽轮机转速升到额定转速，离合器与电动机啮合，整个轴系的各项指标符合要求。

　　汽轮机开始增加负荷，电动机开始降低功率，随着负荷的增加，变速离合器的高速端轴承振动开始变大，当功率增加不到10%时，振动幅度已经达到100μm以上(设计值60μm报警，100μm停机)，机组被迫停机。

　　3故障原因的分析

　　1)对高速轴与汽轮机主轴的同轴度进行复查，发现与设计要求有微量偏差，考虑到是膜片联轴器联接，联轴器有微量的补偿，暂不做处理。

　　2)对变速离合器进行开盖，检查齿面啮合、轴承间隙、轴承过盈等，发现轴承的紧固螺栓紧力不够，重新紧固，其余未发现明显异常。

　　该故障出现在系统负荷增加的情况下，故初步判断该故障的产生是变速离合器的问题引起的，经设备厂家核算后，现场在确保安全的情况下，对离合器进行进一步的验证。

　　汽轮机的额定功率为3500kW，变速离合器的额定功率为4500kW，当功率达到900kW时，变速离合器高速轴的振动从180μm快速下降到29μm，随着负荷的继续增加，振动基本不再变化。经过以上的验证及进一步分析，基本判定离合器的振动是离合器本身的稳定性引起的。

　　4故障的处理

　　在对离合器轴系的重新校核的基础上，分析机组的扭振计算、扭振频率以及现场试车过程中的详细振动数据，最终制定处理方案。

　　为提高变速离合器高速轴运行稳定性，减小高速轴承间隙并改成椭圆瓦，将原轴承中分面上下各加工去量0.05mm~0.055mm，同时轴承靠齿轮侧宽度单边去量30mm，将轴承有效承载宽度由原来的140mm改为110mm。

　　对改造后的方案重新进行轴系计算，轴向布置跨距向两侧各增加20mm。在汽轮机额定功率3500kW下运行时，轴系计算温度为90℃。根据实际运行时轴承温度决定是否需要在下瓦油叶上开35mm宽轴向油槽。根据以上方案对轴承进行机械加工。

　　5结果

　　离合器轴承经过改造后重新试车，变速离合器与电动机顺利接合，随着负荷的增加，变速离合器的高速轴振动稳定在29μm左右，轴瓦温度为57℃～58℃，系统运行稳定，振动故障消除。

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