牙買加alpart氧化鋁廠礦山驅(qū)動(dòng)站主減速機(jī)、庫(kù)珀輪大修方案研討

賈小武

（酒鋼alpart氧化鋁廠，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 現(xiàn)狀

借助“一帶一路”倡議，酒鋼集團(tuán)2016年收購(gòu)俄鋁集團(tuán)在牙買加的阿爾帕特氧化鋁廠，但該廠已停產(chǎn)9年之久，故公司決定實(shí)施為期半年的復(fù)產(chǎn)工程。作為該廠的核心設(shè)備之一，驅(qū)動(dòng)站主減速機(jī)及庫(kù)珀輪是礦山皮帶輸送機(jī)的唯一動(dòng)力裝置，是礦山設(shè)備的心臟，它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)礦山設(shè)備具有決定性的意義。目前，驅(qū)動(dòng)站主減速機(jī)、庫(kù)珀輪因停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，其中庫(kù)珀輪、減速機(jī)1軸軸承、4軸大齒、3軸大齒磨損嚴(yán)重。

2 選題意義

該大修項(xiàng)目是此次復(fù)產(chǎn)工程的核心工程之一，設(shè)備本身也是核心設(shè)備，因此重要性不言而喻。作為海外項(xiàng)目，在施工上有一些創(chuàng)新的、獨(dú)特的方法值得我們借鑒總結(jié)。減速機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、特殊，屬于4軸、多齒輪、多軸承、雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)、雙軸輸出結(jié)構(gòu)形式，值得總結(jié)研討。

3 大修方案主要內(nèi)容及措施

3.1 主鋼絲繩的拉松、固定

本項(xiàng)目施工的第一個(gè)難點(diǎn)在于，主鋼絲繩如何拉松、如何固定。由于主鋼絲繩全長(zhǎng)56.7 km，直徑達(dá)50.8 mm，全部鋼絲繩質(zhì)量達(dá)到600 t。鋼絲繩的自重及張力都非常大，如何有效拉動(dòng)鋼絲繩、如何選擇合適的固定點(diǎn)都顯得尤為重要。為此，我們制定了專門的方案，確定了鋼絲繩的固定點(diǎn)，并對(duì)固定點(diǎn)周圍的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐一的檢查加固焊接。

另一方面，確定除了用3臺(tái)20 t倒鏈固定外，使用鋼絲繩、卸扣、繩夾設(shè)置2個(gè)鋼絲繩固定點(diǎn)作為另一保護(hù)方案，形成雙保險(xiǎn)。同時(shí)在掛點(diǎn)2處正前方20 m位置處再增設(shè)一臺(tái)20 t倒鏈同時(shí)拉動(dòng)主鋼絲繩，增加鋼絲繩拉力。

如圖1所示，掛點(diǎn)2、3作為主鋼絲繩的2個(gè)固定點(diǎn)，鎖死鋼絲繩防止移動(dòng)；掛點(diǎn)1則是使用2臺(tái)20 t倒鏈將鋼絲繩（平行的2根鋼絲繩，掛點(diǎn)平行，用2臺(tái)倒鏈同時(shí)拉）朝驅(qū)動(dòng)站方向拉動(dòng)，使得鋼絲繩與庫(kù)珀盤松動(dòng)脫開，然后再將掛點(diǎn)1處鋼絲繩鎖死。另外固定點(diǎn)4、5則是在鋼絲繩與庫(kù)珀盤松動(dòng)脫開后，保證鋼絲繩固定不動(dòng)的保護(hù)措施。在皮帶返回框架另一側(cè)支座上，使用繩夾、鋼絲繩（在掛點(diǎn)1附近）連接支座和主鋼絲繩，作為主鋼絲繩的第4個(gè)固定點(diǎn)。在掛點(diǎn)2處再拉設(shè)鋼絲繩、繩夾（主鋼絲繩的第5個(gè)固定點(diǎn)），固定鎖死主鋼絲繩。

圖1 20 t倒鏈及固定點(diǎn)布置

3.2 4軸及庫(kù)珀輪的裝配

4軸及庫(kù)珀輪整體重16 t，其中庫(kù)珀輪直徑為4.05 m，整體形狀不規(guī)則，庫(kù)珀輪裝配結(jié)構(gòu)復(fù)雜，庫(kù)珀輪及其4軸、軸承的裝配難度較大，原來(lái)俄鋁施工過(guò)程中這幾點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致工期拖延。為解決此問(wèn)題，技術(shù)人員與牙方人員先后溝通多次，研究裝配方案，最終確定了4軸軸承外圈（與大齒軸）采用冷裝法，而庫(kù)珀輪、4軸軸承內(nèi)圈回裝則采用熱裝法，庫(kù)珀輪回裝時(shí)，必須將大齒軸垂直豎立，便于回裝。事實(shí)證明裝配方案切實(shí)可行，總結(jié)如下。

（1）庫(kù)珀輪回裝則采用熱裝法，使用兩套氣焊同時(shí)加熱庫(kù)珀輪內(nèi)孔，待庫(kù)珀輪內(nèi)孔升溫到50 ℃以上時(shí)，將庫(kù)珀輪回裝到4軸大齒軸（大齒軸垂直豎立放置）上。庫(kù)珀輪與大齒軸為間隙配合，間隙為0.51 mm。

（2）4軸軸承外圈采用干冰冷卻法，冷卻溫度為-18 ℃。同時(shí)使用氣焊將4軸大齒軸裝配位置加熱到50 ℃以上。使用天車、專用吊具將軸承外圈直接裝入大齒軸（大齒軸垂直豎立放置）內(nèi)。4軸軸承外圈與大齒軸為過(guò)盈配合，過(guò)盈量為0.08 mm。

（3）4軸軸承內(nèi)圈與4軸裝配采用軸承內(nèi)圈加熱法，將軸承加熱至100 ℃，垂直放置后，將4軸直接垂直裝入。4軸軸承內(nèi)圈與4軸為過(guò)盈配合，過(guò)盈量為0.03 mm。

（4）4軸軸向定位尺寸：4軸伸出庫(kù)珀輪第一段軸長(zhǎng)35 mm。

3.3 庫(kù)珀輪、1軸、2軸、3軸、4軸軸承及齒輪的檢查調(diào)整

2軸、3軸、4軸軸承及齒輪的檢查調(diào)整。在檢測(cè)方法上，美國(guó)指導(dǎo)專家并沒(méi)有提出測(cè)量4軸齒輪嚙合，但鑒于4軸大齒磨損嚴(yán)重，必須對(duì)其齒輪嚙合情況進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)過(guò)溝通，專家同意我們用涂色法檢測(cè)記錄北側(cè)4軸齒輪嚙合情況，經(jīng)檢測(cè)接觸斑點(diǎn)百分率僅為50%，表明4軸大齒必須更換，最終確定更換4軸大齒（新4軸大齒上線后測(cè)量接觸斑點(diǎn)百分率為70% ，符合標(biāo)準(zhǔn)要求），有效地消除了設(shè)備隱患。

驅(qū)動(dòng)站主電機(jī)測(cè)量找正過(guò)程中，空間狹小，無(wú)法使用激光關(guān)對(duì)中儀，為此制作專用支架，使用百分表進(jìn)行測(cè)量的方案，效果良好。

具體檢測(cè)情況如下。

3.3.1 檢測(cè)2軸軸承

型號(hào)：43034H，測(cè)得軸承游隙：0.038 mm。型號(hào)：23060R，測(cè)得軸承游隙：0.203 mm。兩盤軸承保持完好。

3.3.2 檢測(cè)3軸插接齒輪

插接齒輪軸承座（兩側(cè)）配合間隙保證為：0.02～0.05 mm。

測(cè)得間隙為0.10 mm，因此拆除插接齒輪軸承座重新堆焊加工，加工后間隙為0.03 mm，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3.3 4軸南北兩側(cè)大齒輪平行度測(cè)量調(diào)整

測(cè)量?jī)蓚€(gè)大齒輪間間距，2個(gè)間距偏差數(shù)值最大不得超過(guò)0.127 mm，保證二者平行度達(dá)標(biāo)。

檢查過(guò)程中，在北側(cè)庫(kù)珀輪軸瓦座上加0.25 mm墊片，最終測(cè)得間距偏差數(shù)值為0.120 mm，平行度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

同時(shí)用條式水平儀測(cè)得4軸水平度達(dá)標(biāo)。

3.3.4 電機(jī)找正

電機(jī)找正一側(cè)同軸度要求：0.254 mm。

南側(cè)電機(jī)：上下同軸度偏差為0.07 mm；左右同軸度偏差為0.08 mm。

北側(cè)電機(jī)：上下同軸度偏差為0.12 mm，左右同軸度偏差為0.05 mm。

3.3.5 使用涂色法檢測(cè)記錄北側(cè)4軸齒輪嚙合情況

在3軸齒輪上相鄰3個(gè)齒涂上紅丹粉，手動(dòng)盤車轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪副，檢查嚙合情況，記錄斷面上轉(zhuǎn)動(dòng)后的齒面上接觸亮痕跡的所有接觸斑點(diǎn)，在齒面展開圖上計(jì)算得百分?jǐn)?shù)為70%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求［標(biāo)準(zhǔn)為：接觸斑點(diǎn)百分率（%）沿齒長(zhǎng)為60%～80%］。

3.3.6 齒輪嚙合間隙檢測(cè)

齒側(cè)間隙的檢測(cè)，將百分表置于箱體上，表針接觸到3軸小齒輪的齒頂部，將4軸大齒輪固定，手動(dòng)盤動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量齒側(cè)間隙。固定大齒輪的方法：兩根長(zhǎng)2 m工字鋼，分別從大齒輪輪轂的圓孔中穿過(guò)，盤動(dòng)大齒輪使北側(cè)工字鋼受力頂死，在使用千斤頂將南側(cè)工字鋼頂死。

使用壓鉛法檢測(cè)齒輪的嚙合間隙：測(cè)量時(shí)將軟鉛絲或保險(xiǎn)絲用油脂粘在齒輪上，鉛絲長(zhǎng)度不應(yīng)短于5個(gè)齒距，然后使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)擠壓后的軟鉛絲變扁，其厚度即為實(shí)際的頂間隙和側(cè)間隙值，此值可用千分尺或游標(biāo)尺測(cè)量，選擇3個(gè)測(cè)量值取平均值并記錄。

以上測(cè)量數(shù)據(jù)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 方案創(chuàng)新優(yōu)化

（1）針對(duì)倒鏈鎖緊鋼絲繩過(guò)程中存在滑鏈的風(fēng)險(xiǎn)，我們?cè)O(shè)置掛點(diǎn)4、5作為主鋼絲繩的2個(gè)固定點(diǎn)，拉設(shè)專用鋼絲繩、繩夾，固定鎖死主鋼絲繩。同時(shí)考慮到兩臺(tái)20 t倒鏈依然可能無(wú)法拉動(dòng)主鋼絲繩，因此增加備用方案，在掛點(diǎn)2處正前方20 m位置處再增設(shè)一臺(tái)20 t倒鏈同時(shí)拉動(dòng)主鋼絲繩，實(shí)際操作中備用方案得到應(yīng)用，效果明顯。

（2）庫(kù)珀輪回裝、4軸軸承內(nèi)圈與4軸裝配采用熱裝法，4軸軸承外圈采用干冰冷卻法。按照外方原有方案，庫(kù)珀輪與4軸配合間隙較大，外方打算常溫裝配，但此方法經(jīng)常存在失敗問(wèn)題，需要反復(fù)裝配幾次才能成功，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；最后采用熱裝，事實(shí)證明熱裝過(guò)程省時(shí)省力。

（3）而4軸軸承外圈與4齒軸套的配合為過(guò)盈配合，過(guò)盈量為0.08 mm，按照常規(guī)方法即為加熱4齒軸套即可，但此方法經(jīng)常無(wú)法成功，軸套的最大熱膨脹量經(jīng)計(jì)算為0.08 mm，這樣回裝成功率較低，需要反復(fù)裝配幾次，效率低下；最后優(yōu)化為對(duì)4軸軸承進(jìn)行冷卻回裝，同時(shí)要考慮4軸軸承與4軸裝配（熱裝），因此提出將4軸軸承內(nèi)圈外圈分離，軸承內(nèi)圈加熱與4軸裝配、軸承外圈干冰冷卻與4齒軸套裝配，這一軸承分離裝配的思路有效解決了4軸的裝配難題，裝配過(guò)程是一次成功，效率很高。