技术丨几起托轮轴瓦发热的原因判断及处理

几起托轮轴瓦发热的原因判断及处理

托轮轴瓦发热现象(以下简称瓦热)是比较常见的，我公司白投产以来曾发生过几起托轮瓦热。最近一起瓦热情况比较严重，断断续续4次，被迫停窑20天，造成了很大损失。本文就这一起瓦热事故的处理过程及体会进行介绍，仅供参考。

1第一次瓦热(瓦壳内进入异物引起的瓦热)

年11月12日，我公司t／d生产线回转窑窑尾分转轮(即与轮带分开方向向外转的托轮。而与轮带对着方向向里转的托轮称之为对转轮，下同)一侧的高端托轮油勺断了三个，只有一个在运转。

我们停车处理了油勺后重新开车，结果不到一小时瓦温开始升高，而且温度由20℃迅速升到℃以上，冒烟。在我们没有处理油勺之前，托轮瓦温度还一直在23℃，很正常，处理油勺之后温度竟然上升了，而且速度这样快，比较少见。对于瓦温急速上升的情况，有些厂采用水冷法处理很有效。我公司过去也用此法，效果也比较满意，但这一次不成功。这一次用水冷法将瓦温降下来以后，开车后温度又升起来。判断可能是因为瓦内掉入异物造成。停车打开瓦盖检查，果然发现异物，是在处理油勺过程中不小心掉入的。在清理异物的同时又发现轴和轴瓦都被拉伤，我们决定将托轮吊下来处理轴面，并准备换一块新瓦。

托轮瓦温急速上升常常是有硬度较大的异物进入瓦内所致，最好不要用其他方法继续处理，以免延误时间造成更大损失，应立即停车清理托轮瓦。停车清理越早，损失就越小。

2第二次瓦热(轴颈加工问题引起的瓦热)

我们将托轮轴颈车了一刀并进行了压光处理，同时仔细清洗瓦壳，换了新瓦，换了新油，然后空试车。试车近一小时，其他瓦温度由8℃上升到10℃左右时，该瓦温度则由8℃上升到47℃，比其他瓦升温速度快得多。又抽瓦重刮，再试车，仍然升温很快。分析第二次瓦热的原因是托轮轴加工有问题。因为加工后的托轮轴表面呈波浪形，波长35mm，波幅0.2mm，共19道。在托轮回装前已经发现了这个问题，因附近机械加工厂工装设备水平有限，无法进一步加工，只能试一试。

因轴颈加工问题引起托轮瓦热的现象也较少见。托轮轴若加工不合格，不能凑合将就。试图用磨合的方法降低瓦温，往往需很长时间，且把握不大。

3第三次瓦热(轴根部位剧烈摩擦引起的瓦热)

我们将托轮送到西安一家大型机械厂重新加工，消除了托轮轴颈的波浪形表面。不过经两次加工，轴的直径已减小了4mm，于是将托轮瓦也铣下去2mm，以便使托轮瓦半径与托轮轴径相匹配。回装时，在该瓦壳底座下面垫了4mm厚的铁板，目的是为了补偿托轮轴径的变小和托轮轴瓦的变薄，使轮带表面与托轮表面接触尽量保持均衡。

本次开车15小时之后该瓦温度开始上升，发热部位是在轴根。由于采取了水浸、风吹、油循环等降温措施，升温速度较缓。

我们虽然采取了许多措施，托轮瓦温度却始终在60～70℃之问徘徊，不能恢复正常。只能再次拆下托轮查找原因。拆下托轮抽出铜瓦后发现托轮轴根处有明显划痕，托轮瓦壳密封槽被划出毛边，显然热量是由这里的摩擦产生的。原来我们只注意到轮带表面与托轮表面的均衡接触，只采取了在瓦壳底座下面垫铁板的措施，而忽略了垫铁板以后托轮瓦壳包括瓦壳密封槽的边沿都会同时抬高，从而引起托轮轴根部位的剧烈摩擦。

托轮瓦壳与托轮轴之间的缝隙通常用密封软环密封，密封软环由弹簧环绕压紧在托轮轴的根部，嵌入瓦壳靠轴根端的环形密封槽内，然后用半环状压片压牢。起密封作用的主要是密封软环，密封槽仅起镶嵌固定作用，密封槽边沿与轴面应该有足够的距离，不会轻易蹭着轴，所以一般说来这一因素易被忽视。但实际上由于制作装配等原因，密封槽边沿与轴面距离有的很近，特别是经过一段时间的运转磨损，密封槽边沿与托轮轴表面几乎已经接触，这个地方又不能观察，因此极易被忽略。托轮轴被加工后，托轮轴相对于瓦壳下沉的时候，这个地方更需引起重视。

教训使我们增长了见识：今后出现托轮瓦热，找遍其他原因没有结果的时候，不妨考虑一下是不是由于密封槽边沿蹭轴引起的。

我们还发现一种情况，就是受托轮轴端止推环的拉力，托轮瓦壳底座沿轴向产生了明显的位移。从止推环和托轮瓦端面的缝隙来看，平均位移为24mm；从托轮瓦壳底座与底座滑轨的相对位置来看，离窑体中心线较远的一侧受地脚螺栓的限制，位移较少，离窑体中心线较近的一侧因地脚螺栓孔有较大的框量，则位移较多。瓦壳底座的位移和偏斜，势必引起调心球面瓦的转动，有时会因球面瓦转动迟缓滞后而引起轴根发热。

球面瓦转动迟缓滞后引起轴根发热的现象较为常见，人们习惯用“矫枉过正”再回调的方法来处理，效果尚好。

4第四次瓦热(由托轮受力不合适引起的瓦热)

第三次瓦热后采取了两项措施：第一，将密封环的内半径割掉6mm；第二，对托轮瓦再次进行研刮。对于托轮瓦研刮的技术要求，各生产厂家和安装单位基本是一致的，但也略有区别。在这方面，专业工作人员虽然都积累了许多成功的经验，不过谁也不敢保证今后百分之百成功。这是因为托轮瓦热不热不仅取决于刮瓦的质量，而且还取决于其它一些因素，诸如润滑条件、冷却条件、环境温度、托轮瓦受力状况等等。既然如此，刮瓦的质量应当仅保证刮瓦本身的技术要求即可，后面的工作应靠下一道工序来完成。

我们对托轮瓦的研刮方式以及托轮瓦的接触角、接触点、侧问隙等技术要求进行了充分讨论，意见基本得到统一。

(1)关于研刮方式，有的主张先粗刮，粗刮完后将托轮压在瓦上转动研磨一下，再把瓦抽出来按照要求精刮。用这种方式研刮，优点是比较接近工作状态，缺点是每研刮一次需要拆装一次，一次花费时间达3h以上。要想研刮到符合要求，有时需要刮十几次甚至几十次，难度相当大。一旦遇到这种情况常常是放弃标准，因此这种方式实际效果并不好。前面介绍的第二次瓦热和第三次瓦热除了前面讲到的原因之外，也不排除受刮瓦质量因素的影响。如果把瓦扣在轴面上研磨，研磨完了就拿下来刮，一次仅用十几分钟，达到标准相对来说就容易多了。因此都倾向于后一种研刮方式。

(2)接触角定为30°～40°，在瓦口附近的接触角比中部的接触角多出约10°，接触面与间隙面的分界线近似双曲线，以利于瓦内存油。接触角的大小怎么定合适，曾有一段长期的摸索和认识过程。上世纪五、六十年代刮瓦曾要求接触角°。那时尽管回转窑的转速很慢(0.55～1.1r／rain)，可瓦热现象也频繁发生。后来发现接触角太大并不好，有向小处发展的趋势。八十年代接触角改成90°，并且有了“小包角，大侧隙，万无一失”的提法。口诀中的“包角”即接触角。再往后，又要求接触角为60°。进入九十年代，要求进一步减小为30°～40°，甚至还有“零接触角”的实例。不过零接触角是一种“免刮瓦”，没有普遍推广。35°左右的接触角则被认为是比较成熟的技术而被广泛采用。

(3)接触点如果按书本要求，每平方厘米不应少于一至两个点。这对于尺寸较大的托轮瓦来讲确实很难做到。根据以往的经验，相临两点的距离只要不大于50mm即可。这一要求看上去比书本要求宽松了许多，但要真正达到这一要求也不容易。为了达到这一标准，多次发热的这一块瓦研刮了24遍，用了5个多小时才算成功。

(4)侧间隙按行业推荐值0．～0．5D偏大掌握。用1mm的塞尺，插入深度要求达到mm，然后向接触面平缓过度。保证接触角在重负荷工作状态下自然扩展。既然瓦两端的接触角已经要求比中部大一些，两端的侧间隙就不必过小。两端的侧间隙过小曾经引起过“夹邦”发热现象。

根据统一的思想，托轮瓦省掉了带负荷研磨工序，回装后即点火升温开车。

本次开车后要求中控操作员和窑巡检工密切跟踪监视托轮瓦温度的变化。中控室的监控画面上本来就有托轮瓦温度显示，但显示的是各档托轮瓦中的最高温度，哪一个托轮瓦温度高就显示那一个的温度，而且显示的是油温而不是瓦温。油的热电阻测点一般设计在瓦壳内靠轴根一侧，目的是为了不影响油勺的正常工作。但这一部位的润滑油没有油勺搅动，几乎不参与瓦壳内的循环，它的温度只能靠油的传导传热获得。而润滑油的导热系数很小，再加上球面瓦及球面瓦内冷却水的阻隔，所以此处油温的变化比轴温(或瓦温)滞后近两个小时。有时轴温超过℃并且冒烟的时候，中控室画面的油温只显示23℃，再过一段时间之后才显示逐渐上升。因此岗位人员用红外线测温枪直接测得的温度更为重要。我们专门要求岗位人员每10min测一次托轮瓦温度，轴端、轴根以及轴面的各个部位都要测到，并作好记录。一旦遇到情况要立刻反映，及时处理。

本次开车32h后发现该托轮瓦温度又开始上升，升温时间比前几次来的都迟。升温迟往往与托轮瓦受力不合适有关。如果托轮轴加工的平整度和光洁度都能满足要求，托轮瓦研刮质量达到标准，托瓦壳密封槽的边沿与托轮轴根部没有刮蹭现象，润滑油洁净而充足，那么，只需要调整托轮，改善一下托轮瓦的受力状况，托轮瓦热现象就会消除。

我们在调整托轮时注意到以下几点：

(1)兼顾托轮组另一端托轮瓦的受力情况。我公司Vd回转窑的托轮组结构将止推环设在轴端。这种结构的托轮组在分转轮一侧的任意一个托轮瓦，其本身的径向力和轴向力在被调整时是同步增减的；而该托轮瓦与托轮组另一端托轮瓦之间的受力是互补的。在给某一托轮瓦减荷时，要特别







































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