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汽车机用齿式联轴器失效分析

发布日期:2020-04-01  文章来源:明腾传动机械   点击: 次
齿式联轴器连接主油泵与汽轮机高压转子,主油泵通过齿式联轴器连接由汽轮机转子带动而做功,提供润滑油和保安油给汽轮机组运行。前两年某机械厂动力二站1#汽轮机故障停机,发电机解列,转速表显示转速为零,高压油泵、交直流油泵全部联锁启动。经检查是主油泵齿形联轴器齿轮完全磨损导致无法带动主油泵,使机组测速显示为零和润滑油失压,机组在TSI保护作用下解列。
  1、齿形联轴器磨损失效原因分析
  齿形联轴器磨损失效原因通常有三个:安装对中不良、制造工艺或材质应用不当、润滑效果差。下面分别进行分析。
  对中不良,会造成齿与齿之间磨损较大。厂家图纸要求冷态时主油泵中心线比高压转子中心线高0.25-0.3mm,因运行中1#轴承座温度(约80℃)比主油泵轴承座温度(约55℃)高25℃,中心线高度1000mm,按照“1米的钢温度升高1℃放大0.01mm”的经验值,两者线性热膨胀高度差值约0.25mm。
  材质为38CrMoAlA的齿轮,根据JB/T 8854.2-2001,要求“齿式联轴器齿面硬度(外齿轴套/内齿圈)在淬火情况下应达到45~50HRC/40~45HRC,氮化时应>500HV,且层深不小于0.5mm。”对照其硬度试验报告,也符合标准要求。
  齿形联轴器内部润滑不良,无法带走磨合产生的热量和油泥杂质,长时间运行导致联轴器的磨损。齿式联轴器内部必须要有良好的润滑,润滑油有润滑、冷却、冲洗的作用。由于齿式联轴器所联接的两个转动部件在转动时有轴向移动,必须保证联轴器接触齿面有良好的润滑,当接触齿面有磨损,油泥杂质的最大粒度大于25μm时,会失去润滑作用,同时轴向移动磨合产生的热量越多,接触齿面温度越高越容易磨损。联轴器排油孔过小或堵塞,油泥杂质就不能及时排走,在齿轮接触面轴向移动过程中,加剧了齿轮磨损,导致联轴器故障。
  查联轴器图纸,要求主油泵端安装一ф8左右喷油管对着联轴器进油孔,润滑油在离心力作用下顺着倾斜的进油孔进入联轴器内润滑,再由外齿轴套排油孔排出,对联轴器内部润滑、冲洗和冷却。
  由于疏忽,机组安装时实际没有安装喷油管,只有前轴承箱内飞溅的少量润滑油进入联轴器内,长时间运行导致联轴器外齿轴套和内齿圈润滑不足而磨损。
  2、整改措施和建议
  在本次联轴器故障检修中,更换了原厂生产且硬度检测合格的联轴器,并按照联轴器图纸所示,安装了对联轴器齿轮主动供油润滑的喷油管,加大润滑油量,极大改善了润滑状况,目前效果良好。小修期间拆检该联轴器,接触齿面只有轻微磨损痕迹,完全可以继续使用。   主油泵故障导致停机的情况在电力系统比较常见,特别是中、小型机组。为保证齿式联轴器安全运行应做好以下措施:
  提高安装精度。提高安装精度可以减少因联轴器两端几何位置的改变使齿式联轴器出现卡涩或磨损的可能。主油泵找中心时,端面偏差应≤0.03mm,圆周偏差应≤0.03mm,高低数值要考虑预留高差,在冷态时找中心主油泵中心要高于汽轮机中心线0.20~0.25mm。
  更换新联轴器时也要对其进行硬度检查。足够的硬度是保证齿形联轴器耐磨而长周期运行的必要条件。换新联轴器时要对外齿轴套和内齿圈进行硬度检查,确保齿式联轴器齿面硬度满足使用要求。
  确保齿式联轴器内部有足够的透平油流动,润滑油有润滑、冷却、冲洗的作用。
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