金丙庫
（本鋼板材股份有限公司煉鐵廠）

　　現(xiàn)代化冶煉技術要求爐頂設備適應高壓操作、布料方式靈活，同時具備性能可靠、耐用、維護檢修方便的特點。無料鐘爐頂設備的快速發(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料鐘爐頂設備，其應用越來越廣泛。本鋼5號高爐采用串罐式無料鐘爐頂設備，爐頂齒輪箱傾動機構在使用過程中出現(xiàn)齒輪箱傾動電機電流偏高、溜槽達不到上部待機位、溜槽卡死等故障。本文通過實例對齒輪箱傾動機構故障進行分析，并提出解決方法。

　　高爐爐頂齒輪箱的工作原理及結構特點
　　高爐爐頂齒輪箱由上部減速機和水冷齒輪箱兩部分組成，控制布料溜槽的旋轉和傾動機構。上部減速機連接在水冷傳動齒輪箱的上面，它帶有旋轉電機和傾動電機，布料溜槽運動的動力就來自上部減速機。圖1為高爐齒輪箱傳動結構示意圖。

　　當旋轉電機動作而傾動電機制動時，上部齒輪箱行星差動使得上、下回轉軸承做同一速度的轉動，上回轉軸承帶動整個旋轉體做旋轉運動，布料溜槽隨之旋轉。大齒圈（A15）與傾動減速機上面的小齒輪（E16）之間無相對轉動，這樣溜槽便只有旋轉而無傾動。當傾動電機動作而旋轉電機制動時，上回轉軸承不動，下回轉軸承通過大齒圈（A15）帶動傾動減速機上小齒輪（E16），傾動減速機便有了運動和動力的輸入，減速機內的蝸輪（E18）蝸桿（E17）帶動傾動軸轉動，從而驅動布料溜槽改變傾角。當旋轉、傾動兩個電機同時動作時，由于行星差動原理，上、下回轉軸承有速度差，這樣也使得大齒圈（A15）與小齒輪（A16）之間有相對運動，從而驅動布料溜槽在旋轉的同時改變傾角。

　　齒輪箱傾動機構故障分析與處理
　　齒輪箱傾動減速機故障。5號高爐爐頂齒輪箱在2011年進行更換，由PW水冷齒輪箱改為西冶齒輪箱，該齒輪箱為標準型齒輪箱。在該齒輪箱運行過程中，多次出現(xiàn)布料溜槽上傾時傾動電流偏高跳開關和布料溜槽無法到達待機位的故障。
　　為了保證高爐生產(chǎn)作業(yè)，本鋼將溜槽的待機位進行調整，待機角度由47°下降為43°，以降低電機負荷。工作人員在對溜槽傾動減速機進行更換潤滑油的過程中發(fā)現(xiàn)，更換下來的潤滑油里邊分散著大量銅粉末，初步判斷傾動減速機蝸輪磨損。他們在打開傾動減速機檢查孔對蝸輪進行檢查時發(fā)現(xiàn)，兩臺傾動減速機的蝸輪已嚴重磨損，在布料溜槽工作范圍內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，蝸桿表面無磨損。
　　正是蝸輪的嚴重磨損，造成減速機蝸輪蝸桿無法正確嚙合，進而導致布料溜槽抬升至待機位時無法達到設定待機位，電機電流偏高跳開關而被迫不斷下調待機角度的情況。
　　齒輪箱傾動減速機蝸輪磨損故障的應急處理。鑒于齒輪箱傾動減速機蝸輪磨損嚴重，蝸輪蝸桿已無法正常嚙合，如磨損情況持續(xù)發(fā)展，傾動減速機將無法工作，布料溜槽不能進行傾動操作，對爐頂布料矩陣會造成嚴重影響，無法進行生產(chǎn)操作。
　　由于該齒輪箱傾動減速機沒有備件且與PW齒輪箱傾動減速機規(guī)格型號不同，無法進行互換，備件訂購周期需要3個月左右，為了保證布料溜槽的傾動作業(yè)，維持高爐正常上料操作，本鋼通過對傾動減速機蝸輪磨損情況進行分析，制訂傾動減速機應急處理可行性方案。工作人員通過對傾動減速機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；其余20齒不在布料溜槽工作齒輪嚙合范圍內，無磨損現(xiàn)象。如果將沒有磨損的蝸輪旋轉到溜槽傾動工作范圍內，將能夠保證蝸輪蝸桿正常嚙合，溜槽傾動操作將不受影響。
　　傾動減速機渦輪調整施工過程如下：首先，高爐休風經(jīng)確認具備操作條件后，將布料溜槽進行拆卸，然后將傾動減速機限位銷軸全部拆卸。其次，手動操作溜槽傾動電機，使減速機進行下傾動作，當減速機輸出齒輪軸與扇形齒輪脫離開后，繼續(xù)使用溜槽減速機進行下傾操作。這時需要觀察蝸輪旋轉位置，當磨損的蝸輪全部脫離溜槽工作范圍后，停止傾動減速機運行，將傾動減速機扇形齒輪推入與齒輪軸嚙合。該操作一定要保證兩臺傾動減速機輸出齒輪同時與扇形齒輪嚙合，如不能同步，將造成布料溜槽懸掛軸角度出現(xiàn)偏差，進而造成布料溜槽無法安裝。再其次，角度調整完畢后，將傾動角度調整至工作角度范圍內，然后安裝定位銷，再安裝布料溜槽。Z后，自動潤滑角度調整。由于傾動減速機完好蝸輪齒數(shù)為20個，不足總齒數(shù)一半，需要在保證正常生產(chǎn)操作的基礎上縮小溜槽傾動范圍。經(jīng)分析，將傾動減速機自動潤滑角度向上進行調整，既不會對溜槽傾動布料操作造成影響，又縮小溜槽傾動范圍，調整后的潤滑位角度為7.8°。
　　傾動減速機采用上述方法調整后，進行溜槽試運轉，運行參數(shù)均滿足生產(chǎn)要求。圖2為傾動減速機蝸輪齒調整示意圖。

　　齒輪箱傾動減速機更換。5號高爐爐頂齒輪箱傾動減速機在2014年年修中進行更換，更換過程采用單側逐臺進行更換的方式，即更換完一臺減速機后，旋轉齒輪箱，將另一臺減速機旋轉至檢修位置進行更換。在傾動減速機更換前，需要進行溜槽及減速機各項數(shù)據(jù)的檢測，為新減速機安裝后的調整提供參考，傾動減速機更換安裝前后數(shù)據(jù)對比見表1。

　　傾動減速機更換作業(yè)的注意事項：
　　一是減速機備品檢查。檢查傾動減速機外觀有無損傷、螺栓緊固情況、密封有無泄漏，盤動輸入齒輪以檢查減速機旋轉是否靈活、有無卡阻現(xiàn)象，將兩臺減速機扇形齒旋轉至55°限位銷軸處，以保證減速機安裝時懸掛軸的角度一致。
　　二是減速機找正。減速機安裝完畢后，須通過墊鐵對減速機進行找正，使減速機水平度、垂直度、齒輪嚙合間隙及兩臺減速機的中心距滿足使用要求。
　　三是減速機試車。減速機安裝調整完畢并加注潤滑油后，進行減速機無負荷試運轉，合格后方可安裝布料溜槽進行負荷試運轉。
　　上部減速機傾動電機抱閘故障。2014年1月11日，5號高爐爐頂齒輪箱溜槽上傾到36.7°時停止上傾，電流值達到30A跳開關，手動將溜槽向下傾動，溜槽不動作，繼續(xù)手動反復上、下傾動溜槽，溜槽可以下傾到31.5°，當溜槽上傾到31.8°時又停止動作，電流值達到30A跳開關。反復動作后，溜槽分別卡在33.8°、39.5°等不同角度。工作人員經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，傾動電機電磁制動器吸合的聲音異常；拆開電機保護罩后發(fā)現(xiàn)，電磁制動器內側制動盤兩個調整螺栓全部折斷，外側制動盤一顆螺栓折斷（見圖3）。

　　經(jīng)分析，電機制動器無法松閘的原因為內側制動盤兩個調整螺栓全部折斷致使制動盤受力不均，動作不協(xié)調，造成制動盤動作時傾斜，被折斷的螺栓端面卡住，導致摩擦片和制動盤無法脫離，電磁制動器仍然處于抱緊狀態(tài)，電機無法轉動，電流達到極限值，造成溜槽無法傾動。工作人員更換制動盤螺栓并進行調整，電機工作正常，故障排除。
　　綜上所述，齒輪箱作為高爐無料鐘爐頂上料的核心設備，其安全運行和維護水平?jīng)Q定高爐上料系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。本鋼5號高爐爐頂齒輪箱傾動減速機蝸輪磨損故障在以往設備運行中從未出現(xiàn)，5號高爐爐頂齒輪箱傾動減速機蝸輪磨損應急處理方案為其他高爐進行類似故障分析與維護作業(yè)提供了經(jīng)驗和借鑒。

來源：《冶金設備》2017(4)