磨機大齒輪間歇振動故障的分析及處理

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

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磨機大齒輪間歇振動故障的分析及處理

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

摘要：本文針對磨機大齒輪振動的問題，檢測并分析出引起磨機大齒輪振動的原因，通過將自磨機兩端中空軸的母線調整等高，提高了齒面接觸率，消除了齒輪振動，使磨機運行處于正常狀態。

關鍵詞：磨機；大齒輪；振動；墊片

1 磨機的應用概述

球磨機是一種傳統礦石粉碎設備，已經開發運用一百多年了。從第一臺球磨機問世以來，球磨機特別是筒形球磨機得到廣泛應用，磨機的主體是一個水平裝在兩個大型軸承上的低速轉動的筒體，由電動機通過減速機及周邊大齒輪，或者由低轉速同步電機直接通過周邊大齒輪減速傳動，筒體內部裝有一定量適當的磨礦介質，例如鋼球、鋼棒等。磨礦介質在離心力和摩擦力的作用下，被提升到一定的高度，呈拋落或泄落狀態落下，被磨制的物料由給料口連續地進入筒體內部，被運動的磨礦介質所粉碎，并通過溢流和連續給料的力量將磨好的物料排出磨機外，以進行下一道工序處理。

大齒輪作為該設備傳動部分的關鍵部件之一，通常采用開式齒輪傳動，大齒輪的加工采用銑齒加工方法。隨著礦山設備產業化進程的加快加大，磨機規格的增大，齒輪的結構設計也趨向大型化、復雜化，其材質由碳鋼轉向合金鋼，各項力學性能指標要求也提高，其制造質量及嚙合運行工況，將直接影響到整臺設備運行的平穩性和使用壽命。

普遍認為齒輪副的回轉誤差是由齒輪本身的設計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誤差；回轉誤差與齒輪運轉過程中的振動和輪齒嚙合沖擊有密切的關系，因而只要齒形與硬度等指標良好，同樣可以降低嚙合和振動沖擊；齒形對嚙合過程中輪齒的接觸載荷分布會產生直接的影響。

2 振動問題的分析及檢測

磨機齒輪振動的原因一般有以下幾點：大小齒輪加工有誤差、齒輪不對中、磨機整體安裝精度差。

對齒輪副的安裝參數進行檢查：

①加工偏差檢查：大齒輪徑向跳動符合安裝要求，軸向跳動超差較多。

②齒面接觸率：大小齒輪接觸率很差，只在小齒輪非傳動側接觸了很小一部分，形成了角接觸，大齒輪齒面有個別的點有壓潰現象。

③齒輪副側隙及頂隙：塞尺檢查齒輪側隙一端為3mm，另一端側隙為3.5mm，側隙不均且超差（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，抽檢了大齒輪多個齒，發現情況幾乎一樣。

根據以上檢測結果分析得知，齒輪不對中，齒輪副數據檢測結果有規律，但大齒輪的徑向跳動符合安裝要求，說明磨機的筒體中心線與傳動裝置中心線在水平面的中心距還是正確的。齒輪不對中的原因可能是齒輪本身加工有問題，或者是磨機的整體安裝精度影響了齒輪對中，首先對大小齒輪的加工精度進行檢測，測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，齒輪嚙合面進料端接觸，出料端均有0.3mm～0.5mm間隙，可以初步推斷磨機的進出料端不等高，用水平儀檢測磨機進出料中空軸母線，發現進料端中空軸母線低于出料端3mm，比安裝標準超差較多，這與齒輪副只在進料端接觸的情況相符合，磨機進出料端不等高導致了大齒輪在垂直面的傾斜，傾斜量計算如下：

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：磨機筒體傾斜率/米×大齒輪寬度＝0.6818×0.6m＝0.409mm

計算結果和實測數據基本吻合，驗證了大齒輪的傾斜是由磨機進出料端蓋母線不等高導致的，然后對進出料端主軸承座測量，進料端主軸承座中心高比出料端小3mm。

3 振動問題的處理

如何調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澆注，無法通過調整底板的高度使兩軸承座等高，更換新的主軸座已經不現實，唯一的方法是在進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度為3.3m，現場沒有適合長度的鋼板，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，組對后保證接口處無間隙，墊片的簡圖如圖1所示。

先用頂絲將進料端主軸承座定位，頂絲與其間隙為0.2mm，防置在抬起主軸承座時導致主軸承座位置發生變化，改變磨機的縱向中心線位置。用磨機的頂起裝置將磨機的進料端頂起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。

安裝后復檢齒輪副的各項參數，均符合安裝要求，齒輪接觸率齒長方向已達到50%，齒高40%，接觸范圍位于齒面中部，比原來有很大改善，且運轉起來基本無明顯振動，磨機的各項運行參數趨于穩定。

圖1

結語

磨機進出料中空軸母線的等高對磨機的正常運行有較大影響，如果差值過大對設備的主要零部件造成損壞，產生惡性后果，因此在磨機安裝時必須根據球磨機的安裝使用標準嚴格檢查各項參數，避免在設備安裝完畢后再處理，帶來不必要的人力財力損失。

參考文獻

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中圖分類號：TP206

文獻標識碼：A