球磨機(jī)振動(dòng)的分析和解決辦法

趙立為

摘 要：現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、選礦等工作中，球磨機(jī)得到了廣泛應(yīng)用，針對(duì)其振動(dòng)故障進(jìn)行分析和解決十分必要?；诖?，本文以球磨機(jī)振動(dòng)原因作為切入點(diǎn)，予以簡(jiǎn)述，再以此為基礎(chǔ)，給出球磨機(jī)振動(dòng)的分析方法、解決方法，論述停機(jī)分析、運(yùn)行分析、智能分析以及確定參數(shù)、規(guī)范安裝、周期檢修等內(nèi)容。最后結(jié)合球磨機(jī)振動(dòng)處理實(shí)例，對(duì)上述理論進(jìn)行論證，為后續(xù)球磨機(jī)的高效工作提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：球磨機(jī);運(yùn)行分析;規(guī)范安裝;周期檢修

中圖分類號(hào)：TD453 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）07-0051-02

0 前言

球磨機(jī)（Ball mill）是一種常用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備，一般用于初步粉碎物料的再加工。在實(shí)際工作中，多種原因可導(dǎo)致球磨機(jī)故障和效率下降問題，典型表現(xiàn)之一是球磨機(jī)的異常振動(dòng)。我國各地工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大、選礦工作也需要球磨機(jī)提供支持，這要求進(jìn)一步了解球磨機(jī)的振動(dòng)原因，探討振動(dòng)的分析和解決方法。

1 球磨機(jī)振動(dòng)原因

1.1 參數(shù)問題

球磨機(jī)振動(dòng)的主要原因之一是參數(shù)不當(dāng)，包括設(shè)定的工作參數(shù)，也包括工件的參數(shù)。一般球磨機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)，無法同步進(jìn)行大量材料的破碎和研磨，如果同時(shí)將大量材料置入球磨機(jī)中，可能導(dǎo)致異常振動(dòng)問題。該問題在一些中小型球磨機(jī)以及格子型球磨機(jī)中較為多見。工件參數(shù)異常導(dǎo)致的振動(dòng)問題可見于任何類型球磨機(jī)中。如球磨機(jī)中的齒輪，會(huì)在持續(xù)的工作中出現(xiàn)偏移問題，也可能在工作負(fù)載的影響下出現(xiàn)一些不可逆性形變、彎曲。替換工件后可能導(dǎo)致大小齒輪嚙合度不佳或者出現(xiàn)小幅軸線偏移，不進(jìn)行調(diào)整處理，軸線偏移問題也會(huì)持續(xù)存在，導(dǎo)致球磨機(jī)出現(xiàn)工作振動(dòng)問題[1]。

1.2 安裝問題

因安裝問題導(dǎo)致的球磨機(jī)振動(dòng)，主要體現(xiàn)在減速機(jī)安裝、基臺(tái)設(shè)置以及連接部位處理等方面。減速機(jī)是球磨機(jī)工作的關(guān)鍵設(shè)備之一，安裝位置不當(dāng)，可導(dǎo)致減速機(jī)工作振動(dòng)、進(jìn)而影響球磨機(jī)，造成設(shè)備的整體振動(dòng)?；_(tái)設(shè)置上，要求其大于球磨機(jī)底座1.2倍左右，且采用鋼筋混凝土等堅(jiān)固性、抗壓強(qiáng)度較為理想的材質(zhì)?；_(tái)表面不平整、基臺(tái)過小或材料強(qiáng)度不足，均可能導(dǎo)致振動(dòng)問題[2]。連接部位處理不當(dāng)導(dǎo)致的振動(dòng)問題最為多見，球磨機(jī)一般由多個(gè)結(jié)構(gòu)連接而成，以螺栓或者焊機(jī)方式使其稱為一個(gè)整體。緊固不牢、焊接位置不當(dāng)也會(huì)造成振動(dòng)。

1.3 老化問題

球磨機(jī)的老化問題，并非導(dǎo)致設(shè)備振動(dòng)的獨(dú)立性因素，本質(zhì)上看，工件松動(dòng)導(dǎo)致緊固性下降、齒輪老化導(dǎo)致的嚙合度下降、軸線偏移問題等，均屬于老化問題，也均有可能導(dǎo)致振動(dòng)。研究人員在分析中發(fā)現(xiàn)，球磨機(jī)投入使用超過6個(gè)月，即有可能導(dǎo)致老化振動(dòng)問題。此外，老化問題導(dǎo)致的振動(dòng)還體現(xiàn)在處理能力上，無法在短時(shí)間內(nèi)完成高效的破碎作業(yè)，也會(huì)增加設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)的可能，尤其是中小型球磨機(jī)，應(yīng)就老化振動(dòng)問題做好準(zhǔn)備和處理[3]。

2 球磨機(jī)振動(dòng)的分析和解決方法

2.1 分析方法

2.1.1 停機(jī)分析

球磨機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)情況后，可首先進(jìn)行停機(jī)分析。要求切斷球磨機(jī)的工作電源，靜置10-20min，之后針對(duì)可能出現(xiàn)振動(dòng)問題的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行逐一分析。首先進(jìn)行各連接部位的檢查，包括螺栓的緊固程度、焊接部位是是否出現(xiàn)松動(dòng)和孔隙。如無異常，應(yīng)做齒輪嚙合程度的檢查，去除部分外覆物，緩緩撥動(dòng)大齒輪，觀察小齒輪的嚙合情況，在潤(rùn)滑良好的情況下，小齒輪可隨小齒輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)流暢，出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)生澀感，則表明嚙合度下降。未捕捉到嚙合問題，可對(duì)齒輪外觀進(jìn)行查看，借助設(shè)備分析是否出現(xiàn)軸線偏移和形變[4]。

2.1.2 運(yùn)行分析

部分球磨機(jī)在工作過程中出現(xiàn)小幅振動(dòng)，無需進(jìn)行停機(jī)分析。可直接對(duì)外觀各處以及作業(yè)參數(shù)進(jìn)行振動(dòng)檢查。小幅振動(dòng)的情況下，應(yīng)就基臺(tái)位置、減速箱位置以及工作參數(shù)進(jìn)行分析，球磨機(jī)可能在持續(xù)工作后出現(xiàn)小幅位置，進(jìn)而導(dǎo)致振動(dòng)，根據(jù)其安裝參數(shù)了解是否存在位移態(tài)勢(shì)。無異常，對(duì)工作物內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估，了解是否將大量待處理物、不同規(guī)格的待處理物同時(shí)置入球磨機(jī)中。仍無異常可了解外觀連接部位是否連接穩(wěn)固，無法解決問題，再行停機(jī)分析。

2.1.3 智能分析

智能分析是目前球磨機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)，強(qiáng)調(diào)將智能技術(shù)應(yīng)用于問題分析作業(yè)中，該方式的基本原理，是了解球磨機(jī)正常工作狀態(tài)下的各類參數(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)為基礎(chǔ)，建立智能分析模型，輸入計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)記憶，再將計(jì)算機(jī)通過傳感器和有線設(shè)備與球磨機(jī)連接為一個(gè)整體，當(dāng)球磨機(jī)因各類因素導(dǎo)致振動(dòng)時(shí)，傳感器發(fā)現(xiàn)異常信息，將其傳輸給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)智能分析模擬評(píng)析問題所在，做出診斷和問題分析。智能分析是目前最具效率的振動(dòng)問題分析方式，但對(duì)樣本數(shù)量、數(shù)據(jù)精度存在較高要求。

2.2 解決方法

2.2.1 參數(shù)處理法

核準(zhǔn)問題所在后，如因齒輪嚙合問題、工作物問題導(dǎo)致振動(dòng)，要求調(diào)整上述參數(shù)。對(duì)工作物進(jìn)行必要的設(shè)備外破碎，使其規(guī)格接近一致，或均達(dá)到較小的水平。齒輪嚙合文問題的處理，原則為先處理小齒輪，非必要情況下不必拆卸處理大齒輪。借助設(shè)備將嚙合不佳或出現(xiàn)形變、軸線偏移的小齒輪拆除，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)位置/更換小齒輪。結(jié)合設(shè)備理想工作參數(shù)，使小齒輪的安裝位置偏差不大于0.1mm。部分齒輪的側(cè)隙位置出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致接觸面位置偏移，在工作中與周邊構(gòu)件無法完全接觸，可導(dǎo)致偏移和形變，處理上要求首先了解合理的側(cè)隙位置，之后調(diào)整或更換小齒輪[5]。

2.2.2 規(guī)范安裝

確定因減速箱位置不擋、基臺(tái)位置不擋或者緊固不當(dāng)導(dǎo)致振動(dòng)問題，應(yīng)重新著手安裝。混凝土基臺(tái)應(yīng)大與球磨機(jī)1.2倍以上。將減速箱放置于底部，直接與混凝土基臺(tái)接觸。如安裝地點(diǎn)存在坡度，要求處理坡度后安裝。對(duì)于重量較小或工作壓力較大的球磨機(jī)，可應(yīng)用整體式底座進(jìn)行加固，底座材料應(yīng)為強(qiáng)度較大的鋼合金，必要是對(duì)底座進(jìn)行加寬，使其達(dá)到與基臺(tái)相同的寬度。連接地面的螺栓數(shù)目，不能低于8個(gè)。對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的球磨機(jī)，應(yīng)在兩側(cè)位置額外進(jìn)行對(duì)地螺栓固定，每側(cè)額外增加1到2個(gè)螺栓。所有螺栓也應(yīng)用鋼筋金材質(zhì)，保證緊固性和抗破壞、抗氧化能力。

2.3 周期檢修

為避免設(shè)備出現(xiàn)老化破壞問題，要求建設(shè)周期檢修機(jī)制。檢修機(jī)制分為兩個(gè)部分，一是重點(diǎn)檢修，二是常規(guī)檢修。重點(diǎn)檢修包括齒輪檢修、嚙合面/接觸面檢修等，主要針對(duì)易導(dǎo)致振動(dòng)的區(qū)域，檢修間隔為30d。如設(shè)備工作壓力較大，看改為21d進(jìn)行一次檢修。常規(guī)檢修針對(duì)外觀連接態(tài)勢(shì)、工作參數(shù)設(shè)備等基本內(nèi)容，要求每d工作前進(jìn)行核對(duì)，每周進(jìn)行問題匯總和記錄，作為下一階段控制的重點(diǎn)。周期檢修應(yīng)明確工作責(zé)任人，每次檢修后生成報(bào)告和檔案，做好有效管理和問責(zé)。對(duì)于一些重要構(gòu)件，如小齒輪等，應(yīng)以2-3個(gè)月為固定間隔進(jìn)行更換。

3 實(shí)例分析

3.1 問題情況

某水泥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用球磨機(jī)進(jìn)行工作，該球磨機(jī)為管式球磨機(jī)，2018年7月投入使用，術(shù)Φ3.2m×13m水泥磨機(jī)（主電機(jī)功率100kW），采用邊緣傳動(dòng)方式，配置JDX1000單級(jí)齒輪傳動(dòng)減速機(jī)。2018年10月，球磨機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)問題，因振動(dòng)幅度較小，未引起重視和處理。2018年11月，球磨機(jī)振動(dòng)情況加重，廠內(nèi)技術(shù)人員對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行檢查，更換了緊固件，在球磨機(jī)兩側(cè)額外增加2個(gè)緊固螺栓，并降低作業(yè)壓力，將加工物進(jìn)行初步粉碎后置入球磨機(jī)，振動(dòng)問題略有緩解。2019年12月，球磨機(jī)再次出現(xiàn)振動(dòng)情況，廠方無法解決，遂與廠家取得聯(lián)系，請(qǐng)求處理。

3.2 處理過程

廠方技術(shù)人員到場(chǎng)后，收集了該企業(yè)的處理方式記錄文件，并對(duì)球磨機(jī)的外觀和作業(yè)方法進(jìn)行評(píng)析，發(fā)現(xiàn)企業(yè)處理無問題，球磨機(jī)的作業(yè)方式也無問題。技術(shù)人員對(duì)球磨機(jī)外觀進(jìn)行二次檢查，緊固件連接態(tài)勢(shì)良好，增加的緊固件也仍能保持工作。據(jù)此初步判定問題出現(xiàn)在球磨機(jī)內(nèi)部。對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行停機(jī)分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部齒輪嚙合上存在問題，兩處小齒輪安裝位置不當(dāng)，出現(xiàn)0.14mm和0.22mm的偏移，在球磨機(jī)工作的工程中，偏移位置導(dǎo)致小齒輪無法與大齒輪完全嚙合，同時(shí)與周邊結(jié)構(gòu)接觸不當(dāng)，隨著工作持續(xù)進(jìn)行，偏移范圍逐漸增加。初期企業(yè)進(jìn)行加固處理雖然一定程度上應(yīng)對(duì)了振動(dòng)問題，但沒有解決振動(dòng)原因，因此無法根本改善球磨機(jī)作業(yè)態(tài)勢(shì)不理想的弊端。技術(shù)人員對(duì)小齒輪進(jìn)行拆卸，并進(jìn)行校對(duì)，發(fā)現(xiàn)偏移位置較大的小齒輪出現(xiàn)彎曲，無法使用、予以更換，另一個(gè)小齒輪進(jìn)行位置調(diào)整。處理完畢后進(jìn)行位置核定，較標(biāo)準(zhǔn)位置偏差分別為0.06mm和0.04mm，滿足作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。球磨機(jī)重新投入使用后，未發(fā)生振動(dòng)問題。技術(shù)人員額外建議企業(yè)做好關(guān)鍵部位檢查，以免出現(xiàn)構(gòu)件老化、振動(dòng)問題。企業(yè)遵循并執(zhí)行，之后3個(gè)月間未出現(xiàn)球磨機(jī)振動(dòng)問題。

對(duì)該次處理進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)球磨機(jī)振動(dòng)處理的兩個(gè)基本原則，一是根據(jù)振動(dòng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行問題的全面分析，從外觀、緊固件到安裝方式均應(yīng)做好性能分析。二是在處理過程中，應(yīng)抓住重點(diǎn)問題予以分析和處理，并嘗試以長(zhǎng)效機(jī)制進(jìn)行問題應(yīng)對(duì)，從源頭上控制球磨機(jī)的振動(dòng)。

4 結(jié)語

綜上，球磨機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)活動(dòng)中作用突出，其震動(dòng)故障也需要給予有效分析和解決。目前來看，球磨機(jī)的振動(dòng)原因包括參數(shù)問題、安裝問題以及老化問題等，分析方法上，可停機(jī)分析，也可以運(yùn)行分析或進(jìn)行智能分析。為降低球磨機(jī)振動(dòng)危害，則應(yīng)在實(shí)際工作中確定其工作參數(shù)，規(guī)范進(jìn)行安裝，并通過周期檢修機(jī)制及時(shí)處理問題隱患。實(shí)例分析證明了上述理論的價(jià)值，可作為經(jīng)驗(yàn)予以參考。

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