金丙庫(kù)
（本鋼板材股份有限公司煉鐵廠）

　　現(xiàn)代化冶煉技術(shù)要求爐頂設(shè)備適應(yīng)高壓操作、布料方式靈活，同時(shí)具備性能可靠、耐用、維護(hù)檢修方便的特點(diǎn)。無(wú)料鐘爐頂設(shè)備的快速發(fā)展使其功能滿足了高爐工藝要求，許多新建或改造后的大中型高爐均采用了無(wú)料鐘爐頂設(shè)備，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本鋼5號(hào)高爐采用串罐式無(wú)料鐘爐頂設(shè)備，爐頂齒輪箱傾動(dòng)機(jī)構(gòu)在使用過(guò)程中出現(xiàn)齒輪箱傾動(dòng)電機(jī)電流偏高、溜槽達(dá)不到上部待機(jī)位、溜槽卡死等故障。本文通過(guò)實(shí)例對(duì)齒輪箱傾動(dòng)機(jī)構(gòu)故障進(jìn)行分析，并提出解決方法。

　　高爐爐頂齒輪箱的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　高爐爐頂齒輪箱由上部減速機(jī)和水冷齒輪箱兩部分組成，控制布料溜槽的旋轉(zhuǎn)和傾動(dòng)機(jī)構(gòu)。上部減速機(jī)連接在水冷傳動(dòng)齒輪箱的上面，它帶有旋轉(zhuǎn)電機(jī)和傾動(dòng)電機(jī)，布料溜槽運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力就來(lái)自上部減速機(jī)。圖1為高爐齒輪箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

　　當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作而傾動(dòng)電機(jī)制動(dòng)時(shí)，上部齒輪箱行星差動(dòng)使得上、下回轉(zhuǎn)軸承做同一速度的轉(zhuǎn)動(dòng)，上回轉(zhuǎn)軸承帶動(dòng)整個(gè)旋轉(zhuǎn)體做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，布料溜槽隨之旋轉(zhuǎn)。大齒圈（A15）與傾動(dòng)減速機(jī)上面的小齒輪（E16）之間無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣溜槽便只有旋轉(zhuǎn)而無(wú)傾動(dòng)。當(dāng)傾動(dòng)電機(jī)動(dòng)作而旋轉(zhuǎn)電機(jī)制動(dòng)時(shí)，上回轉(zhuǎn)軸承不動(dòng)，下回轉(zhuǎn)軸承通過(guò)大齒圈（A15）帶動(dòng)傾動(dòng)減速機(jī)上小齒輪（E16），傾動(dòng)減速機(jī)便有了運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的輸入，減速機(jī)內(nèi)的蝸輪（E18）蝸桿（E17）帶動(dòng)傾動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)布料溜槽改變傾角。當(dāng)旋轉(zhuǎn)、傾動(dòng)兩個(gè)電機(jī)同時(shí)動(dòng)作時(shí)，由于行星差動(dòng)原理，上、下回轉(zhuǎn)軸承有速度差，這樣也使得大齒圈（A15）與小齒輪（A16）之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)布料溜槽在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)改變傾角。

　　齒輪箱傾動(dòng)機(jī)構(gòu)故障分析與處理
　　齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)故障。5號(hào)高爐爐頂齒輪箱在2011年進(jìn)行更換，由PW水冷齒輪箱改為西冶齒輪箱，該齒輪箱為標(biāo)準(zhǔn)型齒輪箱。在該齒輪箱運(yùn)行過(guò)程中，多次出現(xiàn)布料溜槽上傾時(shí)傾動(dòng)電流偏高跳開關(guān)和布料溜槽無(wú)法到達(dá)待機(jī)位的故障。
　　為了保證高爐生產(chǎn)作業(yè)，本鋼將溜槽的待機(jī)位進(jìn)行調(diào)整，待機(jī)角度由47°下降為43°，以降低電機(jī)負(fù)荷。工作人員在對(duì)溜槽傾動(dòng)減速機(jī)進(jìn)行更換潤(rùn)滑油的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，更換下來(lái)的潤(rùn)滑油里邊分散著大量銅粉末，初步判斷傾動(dòng)減速機(jī)蝸輪磨損。他們?cè)诖蜷_傾動(dòng)減速機(jī)檢查孔對(duì)蝸輪進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩臺(tái)傾動(dòng)減速機(jī)的蝸輪已嚴(yán)重磨損，在布料溜槽工作范圍內(nèi)的蝸輪齒厚僅為原齒厚的2/5，局部磨損僅剩原齒厚的1/5，蝸桿表面無(wú)磨損。
　　正是蝸輪的嚴(yán)重磨損，造成減速機(jī)蝸輪蝸桿無(wú)法正確嚙合，進(jìn)而導(dǎo)致布料溜槽抬升至待機(jī)位時(shí)無(wú)法達(dá)到設(shè)定待機(jī)位，電機(jī)電流偏高跳開關(guān)而被迫不斷下調(diào)待機(jī)角度的情況。
　　齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)蝸輪磨損故障的應(yīng)急處理。鑒于齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)蝸輪磨損嚴(yán)重，蝸輪蝸桿已無(wú)法正常嚙合，如磨損情況持續(xù)發(fā)展，傾動(dòng)減速機(jī)將無(wú)法工作，布料溜槽不能進(jìn)行傾動(dòng)操作，對(duì)爐頂布料矩陣會(huì)造成嚴(yán)重影響，無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)操作。
　　由于該齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)沒(méi)有備件且與PW齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)規(guī)格型號(hào)不同，無(wú)法進(jìn)行互換，備件訂購(gòu)周期需要3個(gè)月左右，為了保證布料溜槽的傾動(dòng)作業(yè)，維持高爐正常上料操作，本鋼通過(guò)對(duì)傾動(dòng)減速機(jī)蝸輪磨損情況進(jìn)行分析，制訂傾動(dòng)減速機(jī)應(yīng)急處理可行性方案。工作人員通過(guò)對(duì)傾動(dòng)減速機(jī)蝸輪磨損情況分析發(fā)現(xiàn)，蝸輪共41齒，已出現(xiàn)磨損的齒數(shù)有21個(gè)；其余20齒不在布料溜槽工作齒輪嚙合范圍內(nèi)，無(wú)磨損現(xiàn)象。如果將沒(méi)有磨損的蝸輪旋轉(zhuǎn)到溜槽傾動(dòng)工作范圍內(nèi)，將能夠保證蝸輪蝸桿正常嚙合，溜槽傾動(dòng)操作將不受影響。
　　傾動(dòng)減速機(jī)渦輪調(diào)整施工過(guò)程如下：首先，高爐休風(fēng)經(jīng)確認(rèn)具備操作條件后，將布料溜槽進(jìn)行拆卸，然后將傾動(dòng)減速機(jī)限位銷軸全部拆卸。其次，手動(dòng)操作溜槽傾動(dòng)電機(jī)，使減速機(jī)進(jìn)行下傾動(dòng)作，當(dāng)減速機(jī)輸出齒輪軸與扇形齒輪脫離開后，繼續(xù)使用溜槽減速機(jī)進(jìn)行下傾操作。這時(shí)需要觀察蝸輪旋轉(zhuǎn)位置，當(dāng)磨損的蝸輪全部脫離溜槽工作范圍后，停止傾動(dòng)減速機(jī)運(yùn)行，將傾動(dòng)減速機(jī)扇形齒輪推入與齒輪軸嚙合。該操作一定要保證兩臺(tái)傾動(dòng)減速機(jī)輸出齒輪同時(shí)與扇形齒輪嚙合，如不能同步，將造成布料溜槽懸掛軸角度出現(xiàn)偏差，進(jìn)而造成布料溜槽無(wú)法安裝。再其次，角度調(diào)整完畢后，將傾動(dòng)角度調(diào)整至工作角度范圍內(nèi)，然后安裝定位銷，再安裝布料溜槽。Z后，自動(dòng)潤(rùn)滑角度調(diào)整。由于傾動(dòng)減速機(jī)完好蝸輪齒數(shù)為20個(gè)，不足總齒數(shù)一半，需要在保證正常生產(chǎn)操作的基礎(chǔ)上縮小溜槽傾動(dòng)范圍。經(jīng)分析，將傾動(dòng)減速機(jī)自動(dòng)潤(rùn)滑角度向上進(jìn)行調(diào)整，既不會(huì)對(duì)溜槽傾動(dòng)布料操作造成影響，又縮小溜槽傾動(dòng)范圍，調(diào)整后的潤(rùn)滑位角度為7.8°。
　　傾動(dòng)減速機(jī)采用上述方法調(diào)整后，進(jìn)行溜槽試運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行參數(shù)均滿足生產(chǎn)要求。圖2為傾動(dòng)減速機(jī)蝸輪齒調(diào)整示意圖。

　　齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)更換。5號(hào)高爐爐頂齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)在2014年年修中進(jìn)行更換，更換過(guò)程采用單側(cè)逐臺(tái)進(jìn)行更換的方式，即更換完一臺(tái)減速機(jī)后，旋轉(zhuǎn)齒輪箱，將另一臺(tái)減速機(jī)旋轉(zhuǎn)至檢修位置進(jìn)行更換。在傾動(dòng)減速機(jī)更換前，需要進(jìn)行溜槽及減速機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的檢測(cè)，為新減速機(jī)安裝后的調(diào)整提供參考，傾動(dòng)減速機(jī)更換安裝前后數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。

　　傾動(dòng)減速機(jī)更換作業(yè)的注意事項(xiàng)：
　　一是減速機(jī)備品檢查。檢查傾動(dòng)減速機(jī)外觀有無(wú)損傷、螺栓緊固情況、密封有無(wú)泄漏，盤動(dòng)輸入齒輪以檢查減速機(jī)旋轉(zhuǎn)是否靈活、有無(wú)卡阻現(xiàn)象，將兩臺(tái)減速機(jī)扇形齒旋轉(zhuǎn)至55°限位銷軸處，以保證減速機(jī)安裝時(shí)懸掛軸的角度一致。
　　二是減速機(jī)找正。減速機(jī)安裝完畢后，須通過(guò)墊鐵對(duì)減速機(jī)進(jìn)行找正，使減速機(jī)水平度、垂直度、齒輪嚙合間隙及兩臺(tái)減速機(jī)的中心距滿足使用要求。
　　三是減速機(jī)試車。減速機(jī)安裝調(diào)整完畢并加注潤(rùn)滑油后，進(jìn)行減速機(jī)無(wú)負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)，合格后方可安裝布料溜槽進(jìn)行負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　上部減速機(jī)傾動(dòng)電機(jī)抱閘故障。2014年1月11日，5號(hào)高爐爐頂齒輪箱溜槽上傾到36.7°時(shí)停止上傾，電流值達(dá)到30A跳開關(guān)，手動(dòng)將溜槽向下傾動(dòng)，溜槽不動(dòng)作，繼續(xù)手動(dòng)反復(fù)上、下傾動(dòng)溜槽，溜槽可以下傾到31.5°，當(dāng)溜槽上傾到31.8°時(shí)又停止動(dòng)作，電流值達(dá)到30A跳開關(guān)。反復(fù)動(dòng)作后，溜槽分別卡在33.8°、39.5°等不同角度。工作人員經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，傾動(dòng)電機(jī)電磁制動(dòng)器吸合的聲音異常；拆開電機(jī)保護(hù)罩后發(fā)現(xiàn)，電磁制動(dòng)器內(nèi)側(cè)制動(dòng)盤兩個(gè)調(diào)整螺栓全部折斷，外側(cè)制動(dòng)盤一顆螺栓折斷（見(jiàn)圖3）。

　　經(jīng)分析，電機(jī)制動(dòng)器無(wú)法松閘的原因?yàn)閮?nèi)側(cè)制動(dòng)盤兩個(gè)調(diào)整螺栓全部折斷致使制動(dòng)盤受力不均，動(dòng)作不協(xié)調(diào)，造成制動(dòng)盤動(dòng)作時(shí)傾斜，被折斷的螺栓端面卡住，導(dǎo)致摩擦片和制動(dòng)盤無(wú)法脫離，電磁制動(dòng)器仍然處于抱緊狀態(tài)，電機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，電流達(dá)到極限值，造成溜槽無(wú)法傾動(dòng)。工作人員更換制動(dòng)盤螺栓并進(jìn)行調(diào)整，電機(jī)工作正常，故障排除。
　　綜上所述，齒輪箱作為高爐無(wú)料鐘爐頂上料的核心設(shè)備，其安全運(yùn)行和維護(hù)水平?jīng)Q定高爐上料系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。本鋼5號(hào)高爐爐頂齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)蝸輪磨損故障在以往設(shè)備運(yùn)行中從未出現(xiàn)，5號(hào)高爐爐頂齒輪箱傾動(dòng)減速機(jī)蝸輪磨損應(yīng)急處理方案為其他高爐進(jìn)行類似故障分析與維護(hù)作業(yè)提供了經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

來(lái)源：《冶金設(shè)備》2017(4)