齒式聯(lián)軸器連接主油泵與汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子,主油泵通過(guò)齒式聯(lián)軸器連接由汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)而做功,提供潤(rùn)滑油和保安油給汽輪機(jī)組運(yùn)行。前兩年某機(jī)械廠動(dòng)力二站1#汽輪機(jī)故障停機(jī),發(fā)電機(jī)解列,轉(zhuǎn)速表顯示轉(zhuǎn)速為零,高壓油泵、交直流油泵全部聯(lián)鎖啟動(dòng)。經(jīng)檢查是主油泵齒形聯(lián)軸器齒輪完全磨損導(dǎo)致無(wú)法帶動(dòng)主油泵,使機(jī)組測(cè)速顯示為零和潤(rùn)滑油失壓,機(jī)組在TSI保護(hù)作用下解列。
1、齒形聯(lián)軸器磨損失效原因分析
齒形聯(lián)軸器磨損失效原因通常有三個(gè):安裝對(duì)中不良、制造工藝或材質(zhì)應(yīng)用不當(dāng)、潤(rùn)滑效果差。下面分別進(jìn)行分析。
對(duì)中不良,會(huì)造成齒與齒之間磨損較大。廠家圖紙要求冷態(tài)時(shí)主油泵中心線比高壓轉(zhuǎn)子中心線高0.25-0.3mm,因運(yùn)行中1#軸承座溫度(約80℃)比主油泵軸承座溫度(約55℃)高25℃,中心線高度1000mm,按照“1米的鋼溫度升高1℃放大0.01mm”的經(jīng)驗(yàn)值,兩者線性熱膨脹高度差值約0.25mm。
材質(zhì)為38CrMoAlA的齒輪,根據(jù)JB/T 8854.2-2001,要求“齒式聯(lián)軸器齒面硬度(外齒軸套/內(nèi)齒圈)在淬火情況下應(yīng)達(dá)到45~50HRC/40~45HRC,氮化時(shí)應(yīng)>500HV,且層深不小于0.5mm?!睂?duì)照其硬度試驗(yàn)報(bào)告,也符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
齒形聯(lián)軸器內(nèi)部潤(rùn)滑不良,無(wú)法帶走磨合產(chǎn)生的熱量和油泥雜質(zhì),長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致聯(lián)軸器的磨損。齒式聯(lián)軸器內(nèi)部必須要有良好的潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油有潤(rùn)滑、冷卻、沖洗的作用。由于齒式聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有軸向移動(dòng),必須保證聯(lián)軸器接觸齒面有良好的潤(rùn)滑,當(dāng)接觸齒面有磨損,油泥雜質(zhì)的最大粒度大于25μm時(shí),會(huì)失去潤(rùn)滑作用,同時(shí)軸向移動(dòng)磨合產(chǎn)生的熱量越多,接觸齒面溫度越高越容易磨損。聯(lián)軸器排油孔過(guò)小或堵塞,油泥雜質(zhì)就不能及時(shí)排走,在齒輪接觸面軸向移動(dòng)過(guò)程中,加劇了齒輪磨損,導(dǎo)致聯(lián)軸器故障。
查聯(lián)軸器圖紙,要求主油泵端安裝一ф8左右噴油管對(duì)著聯(lián)軸器進(jìn)油孔,潤(rùn)滑油在離心力作用下順著傾斜的進(jìn)油孔進(jìn)入聯(lián)軸器內(nèi)潤(rùn)滑,再由外齒軸套排油孔排出,對(duì)聯(lián)軸器內(nèi)部潤(rùn)滑、沖洗和冷卻。
由于疏忽,機(jī)組安裝時(shí)實(shí)際沒(méi)有安裝噴油管,只有前軸承箱內(nèi)飛濺的少量潤(rùn)滑油進(jìn)入聯(lián)軸器內(nèi),長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致聯(lián)軸器外齒軸套和內(nèi)齒圈潤(rùn)滑不足而磨損。
2、整改措施和建議
在本次聯(lián)軸器故障檢修中,更換了原廠生產(chǎn)且硬度檢測(cè)合格的聯(lián)軸器,并按照聯(lián)軸器圖紙所示,安裝了對(duì)聯(lián)軸器齒輪主動(dòng)供油潤(rùn)滑的噴油管,加大潤(rùn)滑油量,極大改善了潤(rùn)滑狀況,目前效果良好。小修期間拆檢該聯(lián)軸器,接觸齒面只有輕微磨損痕跡,完全可以繼續(xù)使用。 主油泵故障導(dǎo)致停機(jī)的情況在電力系統(tǒng)比較常見(jiàn),特別是中、小型機(jī)組。為保證齒式聯(lián)軸器安全運(yùn)行應(yīng)做好以下措施:
提高安裝精度。提高安裝精度可以減少因聯(lián)軸器兩端幾何位置的改變使齒式聯(lián)軸器出現(xiàn)卡澀或磨損的可能。主油泵找中心時(shí),端面偏差應(yīng)≤0.03mm,圓周偏差應(yīng)≤0.03mm,高低數(shù)值要考慮預(yù)留高差,在冷態(tài)時(shí)找中心主油泵中心要高于汽輪機(jī)中心線0.20~0.25mm。
更換新聯(lián)軸器時(shí)也要對(duì)其進(jìn)行硬度檢查。足夠的硬度是保證齒形聯(lián)軸器耐磨而長(zhǎng)周期運(yùn)行的必要條件。換新聯(lián)軸器時(shí)要對(duì)外齒軸套和內(nèi)齒圈進(jìn)行硬度檢查,確保齒式聯(lián)軸器齒面硬度滿足使用要求。
確保齒式聯(lián)軸器內(nèi)部有足夠的透平油流動(dòng),潤(rùn)滑油有潤(rùn)滑、冷卻、沖洗的作用。