磨機(jī)大齒輪間歇振動(dòng)故障的分析及處理

張霜霜　吳程昊（.北方重工裝卸設(shè)備分公司，遼寧　沈陽　04；.北方重工礦山冶金設(shè)備分公司，遼寧　沈陽　04）

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磨機(jī)大齒輪間歇振動(dòng)故障的分析及處理

張霜霜1吳程昊2
（1.北方重工裝卸設(shè)備分公司，遼寧沈陽110141；2.北方重工礦山冶金設(shè)備分公司，遼寧沈陽110141）

摘要：本文針對(duì)磨機(jī)大齒輪振動(dòng)的問題，檢測(cè)并分析出引起磨機(jī)大齒輪振動(dòng)的原因，通過將自磨機(jī)兩端中空軸的母線調(diào)整等高，提高了齒面接觸率，消除了齒輪振動(dòng)，使磨機(jī)運(yùn)行處于正常狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：磨機(jī)；大齒輪；振動(dòng)；墊片

1 磨機(jī)的應(yīng)用概述

球磨機(jī)是一種傳統(tǒng)礦石粉碎設(shè)備，已經(jīng)開發(fā)運(yùn)用一百多年了。從第一臺(tái)球磨機(jī)問世以來，球磨機(jī)特別是筒形球磨機(jī)得到廣泛應(yīng)用，磨機(jī)的主體是一個(gè)水平裝在兩個(gè)大型軸承上的低速轉(zhuǎn)動(dòng)的筒體，由電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)及周邊大齒輪，或者由低轉(zhuǎn)速同步電機(jī)直接通過周邊大齒輪減速傳動(dòng)，筒體內(nèi)部裝有一定量適當(dāng)?shù)哪サV介質(zhì)，例如鋼球、鋼棒等。磨礦介質(zhì)在離心力和摩擦力的作用下，被提升到一定的高度，呈拋落或泄落狀態(tài)落下，被磨制的物料由給料口連續(xù)地進(jìn)入筒體內(nèi)部，被運(yùn)動(dòng)的磨礦介質(zhì)所粉碎，并通過溢流和連續(xù)給料的力量將磨好的物料排出磨機(jī)外，以進(jìn)行下一道工序處理。

大齒輪作為該設(shè)備傳動(dòng)部分的關(guān)鍵部件之一，通常采用開式齒輪傳動(dòng)，大齒輪的加工采用銑齒加工方法。隨著礦山設(shè)備產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快加大，磨機(jī)規(guī)格的增大，齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也趨向大型化、復(fù)雜化，其材質(zhì)由碳鋼轉(zhuǎn)向合金鋼，各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)要求也提高，其制造質(zhì)量及嚙合運(yùn)行工況，將直接影響到整臺(tái)設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性和使用壽命。

普遍認(rèn)為齒輪副的回轉(zhuǎn)誤差是由齒輪本身的設(shè)計(jì)制造誤差與受載變形造成的，因而通過合理的制造工藝過程肯定可以減少回轉(zhuǎn)誤差；回轉(zhuǎn)誤差與齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的振動(dòng)和輪齒嚙合沖擊有密切的關(guān)系，因而只要齒形與硬度等指標(biāo)良好，同樣可以降低嚙合和振動(dòng)沖擊；齒形對(duì)嚙合過程中輪齒的接觸載荷分布會(huì)產(chǎn)生直接的影響。

2 振動(dòng)問題的分析及檢測(cè)

磨機(jī)齒輪振動(dòng)的原因一般有以下幾點(diǎn)：大小齒輪加工有誤差、齒輪不對(duì)中、磨機(jī)整體安裝精度差。

對(duì)齒輪副的安裝參數(shù)進(jìn)行檢查：

①加工偏差檢查：大齒輪徑向跳動(dòng)符合安裝要求，軸向跳動(dòng)超差較多。

②齒面接觸率：大小齒輪接觸率很差，只在小齒輪非傳動(dòng)側(cè)接觸了很小一部分，形成了角接觸，大齒輪齒面有個(gè)別的點(diǎn)有壓潰現(xiàn)象。

③齒輪副側(cè)隙及頂隙：塞尺檢查齒輪側(cè)隙一端為3mm，另一端側(cè)隙為3.5mm，側(cè)隙不均且超差（要求1.6mm～2.6mm），頂隙8mm，頂隙超差（要求為5.5mm）。齒輪嚙合面只有進(jìn)料端接觸，出料端齒面根本不接觸，間隙0.3mm～0.5mm，抽檢了大齒輪多個(gè)齒，發(fā)現(xiàn)情況幾乎一樣。

根據(jù)以上檢測(cè)結(jié)果分析得知，齒輪不對(duì)中，齒輪副數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果有規(guī)律，但大齒輪的徑向跳動(dòng)符合安裝要求，說明磨機(jī)的筒體中心線與傳動(dòng)裝置中心線在水平面的中心距還是正確的。齒輪不對(duì)中的原因可能是齒輪本身加工有問題，或者是磨機(jī)的整體安裝精度影響了齒輪對(duì)中，首先對(duì)大小齒輪的加工精度進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量大小齒輪的公法線符合加工精度要求，基本排除了齒輪加工精度的問題，齒輪嚙合面進(jìn)料端接觸，出料端均有0.3mm～0.5mm間隙，可以初步推斷磨機(jī)的進(jìn)出料端不等高，用水平儀檢測(cè)磨機(jī)進(jìn)出料中空軸母線，發(fā)現(xiàn)進(jìn)料端中空軸母線低于出料端3mm，比安裝標(biāo)準(zhǔn)超差較多，這與齒輪副只在進(jìn)料端接觸的情況相符合，磨機(jī)進(jìn)出料端不等高導(dǎo)致了大齒輪在垂直面的傾斜，傾斜量計(jì)算如下：

筒體每米的傾斜率：高度差/兩端蓋的中心距＝3mm/4400×1000＝0.6818

那么大齒輪的傾斜量為：磨機(jī)筒體傾斜率/米×大齒輪寬度＝0.6818×0.6m＝0.409mm

計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合，驗(yàn)證了大齒輪的傾斜是由磨機(jī)進(jìn)出料端蓋母線不等高導(dǎo)致的，然后對(duì)進(jìn)出料端主軸承座測(cè)量，進(jìn)料端主軸承座中心高比出料端小3mm。

3 振動(dòng)問題的處理

如何調(diào)整兩軸承座的中心高等高是主要問題，由于主軸底板地基已經(jīng)澆注，無法通過調(diào)整底板的高度使兩軸承座等高，更換新的主軸座已經(jīng)不現(xiàn)實(shí)，唯一的方法是在進(jìn)料端主軸承座的底面增加3mm厚墊片，由于主軸承座的底面長(zhǎng)度為3.3m，現(xiàn)場(chǎng)沒有適合長(zhǎng)度的鋼板，用兩段3mm墊片組合而成，墊片的厚度要求完全一致，外形輪廓與主軸承底面輪廓一致，墊片四周輪廓用砂輪打磨光滑，不允許有毛刺，兩件墊片的接口制作成凸凹接口，組對(duì)后保證接口處無間隙，墊片的簡(jiǎn)圖如圖1所示。

先用頂絲將進(jìn)料端主軸承座定位，頂絲與其間隙為0.2mm，防置在抬起主軸承座時(shí)導(dǎo)致主軸承座位置發(fā)生變化，改變磨機(jī)的縱向中心線位置。用磨機(jī)的頂起裝置將磨機(jī)的進(jìn)料端頂起10mm，再用手拉葫蘆將主軸承座輕輕的抬起5mm，將制作好的墊片放入主軸承座底部，最后將主軸承座把和牢固。

安裝后復(fù)檢齒輪副的各項(xiàng)參數(shù)，均符合安裝要求，齒輪接觸率齒長(zhǎng)方向已達(dá)到50%，齒高40%，接觸范圍位于齒面中部，比原來有很大改善，且運(yùn)轉(zhuǎn)起來基本無明顯振動(dòng)，磨機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)趨于穩(wěn)定。

圖1

結(jié)語

磨機(jī)進(jìn)出料中空軸母線的等高對(duì)磨機(jī)的正常運(yùn)行有較大影響，如果差值過大對(duì)設(shè)備的主要零部件造成損壞，產(chǎn)生惡性后果，因此在磨機(jī)安裝時(shí)必須根據(jù)球磨機(jī)的安裝使用標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格檢查各項(xiàng)參數(shù)，避免在設(shè)備安裝完畢后再處理，帶來不必要的人力財(cái)力損失。

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中圖分類號(hào)：TP206

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A