核心提示：简述ARH800E型罗茨鼓风机齿轮断裂故障的过程，剖析事故原因，提出避免此类事故发生的意见。

关 键 字：ARH800E 罗茨鼓风机 齿轮断裂 故障分析

我公司新装一台型号为ARH800E型SO2专用罗茨鼓风机作为SO2主风机，配用电机Y630-10F/900kW/l0kV，电机与风机使用JZM22型膜片联轴器传动，于2003年8月投入试运行。运行1年后该风机从动齿轮发生断裂，造成设备事故。

一、风机运行状态及事故过程

在齿轮断裂前，风机联轴器螺栓曾多次切断，其膜片也发生了断裂。当时对该鼓风机进行了拆检，发现如下问题：(1)电机输出轴与风机输入轴同轴度偏差0.42mm；(2)风机输入轴头弯曲0.45mm，均严重超标。考虑到生产的需要，只将同轴度校正至0.03mm便投入运行。运行数月后最终造成从动齿轮断裂、齿轮部油箱等部件均遭到破坏的设备事故。 

二、故障特征和原因

该风机使用的是一对直齿圆柱齿轮，外径φ800mm，厚200mm，材料45号钢，调质处理，表面淬火。

1．断口的宏观特征

该齿轮从第一断齿齿根部起，断口深入至辐板达50mm，最后在第六齿齿根部破断，断口表面分两个区域，从断口起始处至辐板断裂底部稍过20mm处，断面较光滑，之后的一段较粗糙，色泽发蓝，并具有纤维状特点。整个断面未见冶金缺陷，断口附近未见明显的塑性变形。

2．齿轮断裂前的载荷特征

受鼓风机输入轴头弯曲影响，装在轴的齿轮旋转时划圈，使两齿轮的啮合时紧时松。从动齿轮的破断区正是两齿轮过紧啮合点后的啮合突然变松区域，在此区域易产生冲击载荷。另外鼓风机在1年的运行期间，曾多次发生停电，造成齿轮传动的多次冲击。

3．故障原因分析

该齿轮断裂具有典型的疲劳断裂特征。裂纹起始于齿根受冲击载荷最甚处，在循环载荷的作用下，形成外观光滑的疲劳区断口，当裂纹延伸后齿轮承载能力减弱，加速了齿轮的最后破断。在破断区，由于突然性的破坏，形成的表面粗糙、色泽发暗。

三、风机修复及几点体会

鼓风机被运回制造厂大修，更换了主、从动齿轮和轴承，修复了齿轮箱其它零部件，消除了输入轴头弯曲。修好后运回公司安装试车、投入运行。 

此次断齿事故的发生主要由鼓风机输入轴头弯曲引起。而轴头弯曲是由制造厂装配时造成的，鼓风机叶轮与轴配合为过盈，采用热装并自然冷却，轴头弯曲是在转子冷却中形成，而装配后未对鼓风机转子作进一步检测，所以把缺陷带到了用户。有有鉴于此，笔者认为：(1)机械设备装配和安装前一定要对重要部位进行复检，合格后才能进入下一工序；(2)设备的安装、调试、试车和运行管理要规范。如：联轴器的同轴度要定时检测和校正；(3)对设备的工作状态实时监测；(4)应尽量避免在设备工作时的突然停电。

参考文献：

[1]刘庶民．实用机械维修技术[M]．机械工业出版社，1991.

[2]屈梁生等．机械故障诊断学[M]．上海科学技术出版社，1986.

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