干燥烘干机是宁夏化工厂年产30万t复合肥装置的核心设备，由兰州石油机械研究所设计，中国石油第二化建公司承担建设制造和安装。该设备自2004年11月投料试车以来，故障比较多。2004年的统计数据表明，干燥烘干机故障停机2 233h，占装置停车检修时间的45010以上，且干燥烘干机托轮轴及主减速机频繁出现故障。现对故障情况介绍如下。
1、干燥烘干机支撑、传动系统的基本情况
1.1设备技术参数
转窑：窑体尺寸∮4200 mm×33 200 mm，物料流量230~270 t/h，物料相对密度0.85—1.1，转速2.1r/min．斜度1.80。
电机：功率400 kW，电压6000V，额定电流49.69 A，转速990 r/min。
减速机：型号ZSY560-63-Ⅱ，速比i=63。
设备启动方式：采用带料启动方式，正常启动时，设备内部存有40一60t物料。
1.2设备结构
1)外形结构干燥烘干机简体采用Q235A钢板卷制拼焊成型。干燥烘干机由对开式直齿圆柱齿轮进行驱动，大齿轮安装在弹簧钢板上，齿圈与弹簧板之间用调整垫片调整简体的同心。弹簧板通过垫板安装在加厚简体上，而简体的轴向定位由进料端滚圈两侧的挡轮来调节和控制。
2)托轮支撑系统两组托轮组支撑1个滚圈回转，托轮采用铸钢件制成，托轮轴为45#锻件，托轮与托轮轴之间采用过盈配合。
3)传动系统设备运转时，主电机启动，主电机通过液力耦合器与主减速器相连，主减速器输出轴与小齿轮之间为刚性联轴节连接。主电机带动主减速器、小齿轮、大齿轮回转，从而拖动简体转动。
2、干燥烘干机支撑托轮系统、传动系统故障状况
2.1支撑托轮系统故障状况
干燥烘干机托轮轴在2005年总共发生3次断裂：2005年4月1日远离齿圈的支撑托轮轴断裂，断裂截面为∮200 mm与∮250 mm的台阶截面；2005年7月11日和9月5日近齿罔的支撑托轮轴断裂，断裂截面也为∮200 mm与∮250 mm的台阶截面。
托轮轴应该只承受径向载荷，运行2个月就发生断裂，从断口分析看是典型的交变弯曲载荷作用。下的轴疲劳断裂。
2.2传动系统故障状况
1) 2005年5月9日，干燥烘干机减速器高速轴发生断裂事故，断裂截面为∮75 mm与∮100 mm的台阶截面。
2) 2005年12月24日，干燥烘干机减速器Ⅱ级齿轮轴发生齿轮从齿根折断事故。
3、故障原因分析．
3.1托轮轴断裂分析
1)材料原因托轮轴所选材料为45#钢锻件，是轴最普遍选用的材料，为了保证材料具有良好的机械性能，需进行调质热处理。第一次托轮轴断裂后，委托兰州石油化工机械设备t程集团公司测试中心对轴进行断口分析，分析结论为该轴属于疲劳断裂，主要因不符合调质热处理工艺条件所致。
2)托轮轴的加工原因轴类的加工精度、装配精度对轴的承载能力影响极大。其轴肩处的过渡圆角、表面粗糙度对轴的疲劳强度、疲劳寿命影响非常大。对于该托轮轴，∮250 mm外圆与4200 mm外圆轴肩，原过渡圆角设计为R=4mm，而实际加1=的过渡圆角为R=O，轴的抗疲劳性差。
3)设备简体的加工原因 干燥烘干机为大型回转设备，筒体各筒节的同轴度、圆度对设备回转的平稳性影响很大。按照设计要求，滚圈加厚筒节上焊接垫板，垫板外圆经加工后，设计厚度为20 mm，设计要求筒体圆周长度的极限偏差为-2—+8 mm，截面圆度误差不得大于6 mm。制造中加厚筒节、简体直径与圆度超差，造成简体的同轴度、外圆跳动量超差，由此给传动和支撑系统造成的附加冲击载荷，对传动精度也有影响。根据偏心载荷的计算数据，满足设计规范时简体偏心量不超过4 mm，动载荷仅为255 700 N，但筒体偏心量超过8 mm时，引起的动载荷将达到511410N。
综上所述，托轮轴运转期间，不仅承受由滚圈作用到托轮外圆上的正压力引起的对称交变循环载荷，而且承受启动过程中由于惯性产生的瞬间冲击载荷，以及由于筒体制造偏差造成的偏心载荷。3种载荷叠加作用，改变了轴的疲劳循环特征，在正常交变载荷的基础上叠加了脉冲载荷，改变了轴的交变载荷循环周期。启动及偏心引起的冲击载荷造成轴横截面的应力水平较高，材料的疲劳寿命较低。
3.2减速器高速轴断裂及Ⅱ、Ⅲ级齿轮轴磨损分析
减速机在设计选型方面是否存在能力偏小，减速机所能承受的负荷比实际生产中的负荷是否偏小，需设计单位进行校核；液力耦合器在本次断轴和上次托轮轴断裂时，其易熔塞没有熔化，没有起到�；ぷ饔�，液力耦合器选型是否过大，需设计单位重新进行校核。现对减速器功率进行简单校核。
减速机承受中等冲击载荷，取工况系数kA-1.5；干燥烘干机属复合肥关键设备，减速机失效会引起设备、生产线停产，取安全系数ks= 1.5；电机功率P2按额定功率298 kW，则减速机计算功率(%)为：
根据式(l)，若电机功率P2分别按额定功率298 kW的70%计算，或按经验公式计算为387 kW，则减速机计算功率分别为469.4 kW、871kW。
按设计原则要求：P2m<PJ（P1为减速机的公称输入功率）。我厂干燥烘干机传动减速机速比63，经查公称转速n，=1 000 r/min时，PJ=420 kW，现转速nl- 990 r/min，折算减速机输入功率：
P1= 420×990/1 000= 415,8 kW
显然Pl< P2m，不能满足设计要求，原设计选型的减速机功率小了，不能保证装置长周期运行。
所以干燥烘干机减速器高速轴断裂及Ⅱ、Ⅲ级齿轮轴磨损原因主要是减速器设计功率偏小。
4、解决方法
4.1托轮轴断裂的解决方法
1)轴结构取消原来轴上的定位轴套，将托轮与轴的过渡配合改为过盈配合，将原支撑托轮轴截面由∮200 mm改为∮240 mm，以增加轴的强度；改进轴肩处过渡园角的结构，降低应力集中，提高轴的疲劳安全系数。
2)改变轴的材质把原来45#钢改为42CrMo，以提高轴的整体强度。
4.2减速器高速轴断裂及Ⅱ、Ⅲ级齿轮轴磨损的
解决办法
将高速轴截面直径由∮75 mm改为Ø96 mm，以增加轴的强度。若要彻底解决齿轮轴磨损问题，必须更换大功率的减速器。
