球磨機(jī)試車中存在的故障分析及解決方案

張 龍

（河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司，河南三門峽 472100）

0 引言

河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司渣選礦分廠是一座設(shè)計(jì)產(chǎn)能為1 170 000 t/年的銅爐渣選礦廠，磨礦系統(tǒng)采用1 臺(tái)規(guī)格為Φ6.1×6.1 m 的半自磨機(jī)和2 臺(tái)規(guī)格為Φ5.03×8.30 m的溢流型球磨機(jī)。在3 臺(tái)磨機(jī)的試車過(guò)程中，出現(xiàn)電機(jī)軸承溫度高、半自磨小齒輪三點(diǎn)測(cè)溫紅外溫差大、二段磨機(jī)大齒圈異響、球磨機(jī)小齒輪軸承座漏油、低壓油流低磨機(jī)跳機(jī)、半自磨機(jī)進(jìn)料端回轉(zhuǎn)端面工藝孔漏料等問(wèn)題。

1 球磨機(jī)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

熔煉渣由渣包車運(yùn)至緩冷場(chǎng)，渣包緩冷后傾倒至渣堆場(chǎng)。倒出的冷卻爐渣大塊物料采用移動(dòng)式液壓碎石機(jī)進(jìn)行一次預(yù)破碎。再經(jīng)過(guò)顎式破碎機(jī)，爐渣被破碎至≤250 mm 后，經(jīng)2 條帶式輸送機(jī)向半自磨機(jī)（右裝）給礦。與半自磨機(jī)配套的一段球磨機(jī)（右裝）選用1 臺(tái)，1 組水力旋流器與該球磨機(jī)構(gòu)成閉路，以保證生產(chǎn)合格的旋流器溢流產(chǎn)品。旋流器溢流產(chǎn)品送至攪拌槽調(diào)漿后進(jìn)行快速浮選，快速浮選尾礦進(jìn)入再磨泵池，由渣漿泵揚(yáng)送至二段旋流器進(jìn)行分級(jí)，旋流器沉砂進(jìn)入二段磨機(jī)磨機(jī)（左裝），再磨至工藝要求細(xì)度后進(jìn)入浮選工序。

球磨機(jī)磨礦工藝是在國(guó)內(nèi)外被廣泛運(yùn)用于銅爐渣選礦的工藝，能接受較大的給礦粒度（最大粒度一般為200～350 mm），取代中、細(xì)碎及篩分作業(yè)。具有簡(jiǎn)化工藝流程、占地面積小、減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)和粉塵污染等優(yōu)點(diǎn)。

2 球磨機(jī)試車過(guò)程中存在的故障原因分析及解決方案

2.1 電機(jī)軸承溫度高

2.1.1 故障描述

試車小組在對(duì)磨機(jī)進(jìn)行空載試車后又進(jìn)行帶水試車，其中半自磨在帶水試車后16 h 出現(xiàn)電機(jī)軸承溫度高（70 ℃）跳機(jī)，二段球磨機(jī)在帶水試車后10 h 出現(xiàn)電機(jī)軸承溫度高（70 ℃）跳機(jī)。隨后繼續(xù)進(jìn)行帶水試車，2 臺(tái)磨機(jī)因電機(jī)軸承溫度高跳機(jī)時(shí)間間隔越來(lái)越短。根據(jù)報(bào)警點(diǎn)位信息提示，對(duì)電機(jī)兩端軸承座檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承座內(nèi)潤(rùn)滑油顏色變黑，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向發(fā)生不同程度的竄動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)軸肩被軸瓦限位，軸瓦端面及軸肩端面均出現(xiàn)明顯機(jī)械磨損（圖1）。

圖1 軸承機(jī)械磨損

2.1.2 原因分析

（1）因電機(jī)軸肩被軸瓦限位后，出現(xiàn)機(jī)械摩擦磨損，導(dǎo)致軸瓦溫度持續(xù)升高至70 ℃，觸發(fā)磨機(jī)報(bào)警值停機(jī)上限。

（2）限位過(guò)程中出現(xiàn)機(jī)械摩擦磨損，產(chǎn)生的金屬顆粒混入潤(rùn)滑油中，潤(rùn)滑油發(fā)黑。

（3）出現(xiàn)故障的2 臺(tái)磨機(jī)均為右裝，通過(guò)查閱隨機(jī)圖紙分析，在磨機(jī)受到進(jìn)料方向的水平分力F1小于磨機(jī)回轉(zhuǎn)部承受小齒輪的水平分力F2時(shí)，F(xiàn)1指向出料端，F(xiàn)2指向進(jìn)料端。顯然，右裝球磨機(jī)在加載后對(duì)電機(jī)主軸產(chǎn)生較大的軸向推力，該推力造成電力磁力中心線的軸向竄動(dòng)量超出規(guī)定的范圍。

（4）半自磨機(jī)及二段球磨機(jī)氣動(dòng)離合器安裝過(guò)程中軸向鎖緊裝置拉桿與電機(jī)磁力中心線誤差2 mm，磨機(jī)帶載運(yùn)行后軸向竄動(dòng)量較大，造成軸端面和軸瓦端面發(fā)生磨損。

2.1.3 解決方案

（1）將兩端軸瓦磨損端面尺寸用機(jī)床各車去1.7 mm，用于補(bǔ)償安裝誤差。

（2）清洗軸承座內(nèi)黃油等雜物。

（3）安裝同步電機(jī)過(guò)程中，磁力中心線的調(diào)整應(yīng)考慮小齒輪軸的軸向竄動(dòng)，需提前分析磨機(jī)加載后小齒輪軸的受力方向，對(duì)軸向竄動(dòng)的方向進(jìn)行預(yù)判。

（4）經(jīng)常檢查潤(rùn)滑油的油質(zhì)情況。當(dāng)大量粉塵或鐵屑進(jìn)入潤(rùn)滑油中，油泵站油濾芯堵塞報(bào)警或觀察油箱視油鏡油質(zhì)變差時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查，嚴(yán)禁設(shè)備帶病運(yùn)行。

2.2 半自磨小齒輪三點(diǎn)測(cè)溫紅外溫差大

2.2.1 故障描述

半自磨機(jī)在試車初期，小齒輪三點(diǎn)測(cè)溫紅外溫差由最初的10 ℃升至17 ℃，超過(guò)球磨機(jī)溫差為8 ℃的要求。球磨機(jī)出現(xiàn)偏載現(xiàn)象，偏載會(huì)導(dǎo)致齒面局部負(fù)荷增大，嚴(yán)重的可能發(fā)生齒根折斷，需對(duì)磨機(jī)齒輪嚙合情況進(jìn)行測(cè)量分析查找偏載根源。

2.2.2 原因分析

（1）針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)采用壓鉛法分析查找三點(diǎn)磨機(jī)齒面齒側(cè)間隙，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1（測(cè)量該數(shù)值是為反轉(zhuǎn)磨機(jī)）。可知該半自磨齒側(cè)間隙數(shù)值超過(guò)《磨機(jī)說(shuō)明書(shū)》中規(guī)定1.4～2.5 mm 的標(biāo)準(zhǔn)值，且齒側(cè)間隙的差值也超過(guò)0～0.25 mm 的范圍。該齒側(cè)間隙過(guò)大是造成磨機(jī)偏載、紅外測(cè)溫溫差大的主要原因。

表1 三點(diǎn)磨機(jī)齒面齒側(cè)間隙

（2）磨機(jī)在初次帶載后的振動(dòng)造成小齒輪軸承座下的薄墊片出現(xiàn)輕微變形和微小位移。

（3）因磨機(jī)基礎(chǔ)位于濕陷性黃土地帶，地基的微量下沉也能造成小齒輪軸承座的位移。

2.2.3 解決方案

（1）消除偏載。一般情況下嚙合間隙一致、嚙合接觸均勻是消除偏載的核心，根據(jù)大小齒輪中心高差、中心水平距離、大小齒輪中心線與水平面形成的夾角，經(jīng)計(jì)算得出齒頂及齒側(cè)間隙與小齒輪軸承座的移動(dòng)量關(guān)系，然后以筒體為參照物對(duì)小齒輪軸系進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)齒側(cè)間隙測(cè)量結(jié)果和斜齒輪輪齒的受力分析，并且對(duì)各位置進(jìn)行綜合評(píng)估后，決定對(duì)電機(jī)端小齒輪軸承座進(jìn)行調(diào)整，即將該軸承座向筒體側(cè)推進(jìn)0.15 mm，基礎(chǔ)下部墊厚度為0.07 mm 的銅皮墊。調(diào)整后復(fù)核齒側(cè)間隙，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。綜合分析后認(rèn)為，嚙合面的差值由原來(lái)的0.224 mm 減少至0.111 mm，齒側(cè)間隙的差值由原來(lái)的0.293 mm 減少至0.035 mm，符合磨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)值。

表2 調(diào)整后齒側(cè)間隙

（2）齒面嚙合接觸面校核，從大小齒輪各選擇2 個(gè)嚙合輪齒，使用煤油將輪齒表面潤(rùn)滑油脂擦拭至齒面本色，使用猩紅色自噴漆噴涂至輪齒表面，然后將該齒輪進(jìn)行嚙合，檢查齒面的接觸情況，大小齒輪齒面接觸率，沿齒高方向大于40%，沿齒長(zhǎng)方向大于50%，符合磨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)值。

（3）最終調(diào)整好后，固定小齒輪軸承座，將所有螺栓擰緊至最終力矩。

2.3 二段磨機(jī)大齒圈異響

2.3.1 故障描述

二段球磨機(jī)在經(jīng)過(guò)72 h 試車后，發(fā)現(xiàn)二段磨機(jī)大小齒輪嚙合處存在有規(guī)律的異響，該響聲約2 s 出現(xiàn)一次，觀察發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)大齒圈的半齒圈的連接處進(jìn)入嚙合區(qū)域時(shí)異響出現(xiàn)。

2.3.2 原因分析

（1）在使用塞尺對(duì)大齒圈結(jié)合縫進(jìn)行檢查時(shí)，使用0.25 mm塞尺能插入，插入深度達(dá)到30 mm，超出說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的使用0.05 mm 塞尺插入深度不得大于20 mm 的標(biāo)準(zhǔn)，大齒圈結(jié)合縫間隙過(guò)大是造成異響的主要原因。

（2）使用力矩扳手并調(diào)整至規(guī)定力矩將大齒圈結(jié)合縫連接螺栓緊固后，異響仍在，隨后又對(duì)大齒圈的半齒圈結(jié)合面進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)該結(jié)合面內(nèi)存在雜質(zhì)。

2.3.3 解決方案

（1）使用煤油清理大齒圈結(jié)合縫處雜質(zhì)。

（2）使用力矩扳手并調(diào)整擰緊力矩至2466 Nm，將大齒圈結(jié)合縫連接螺栓重新緊固。

（3）復(fù)查大齒輪徑向跳動(dòng)，同時(shí)測(cè)量大齒輪端面的軸向擺動(dòng)，徑向跳動(dòng)差值為0.50 mm，軸向擺動(dòng)差值為0.60 mm，均符合安裝標(biāo)準(zhǔn)，擰緊所有調(diào)整螺栓的防松螺母。

2.4 球磨機(jī)小齒輪軸承座漏油

2.4.1 故障描述

球磨機(jī)小齒輪軸承座采用油浴潤(rùn)滑方式，軸承型號(hào)為23280CA/W33 和3053280K。由磨機(jī)稀油泵站供油，循環(huán)使用的油量同時(shí)起到軸承散熱作用，但軸承座兩端面均出現(xiàn)漏油情況，漏油引起油站油位降低，也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試車環(huán)境造成影響，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)半自磨機(jī)無(wú)此故障。

2.4.2 原因分析

（1）從小齒輪軸承座油封設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析，通過(guò)查閱球磨機(jī)小齒輪軸組圖紙及半自磨機(jī)小齒輪軸組圖紙對(duì)比發(fā)現(xiàn)，球磨機(jī)軸承座的密封形式為迷宮密封，迷宮密封的下方設(shè)置有回油口，回油口設(shè)置在迷宮密封內(nèi)側(cè)下部，半自磨機(jī)軸承座密封形式為三舌型夾布油封加迷宮密封，迷宮密封起輔助作用。

（2）小齒輪軸承在安裝過(guò)程中，為了便于軸孔配合，會(huì)使用少量黃油以便于安裝，軸承座內(nèi)殘余的黃油容易造成迷宮密封回油口堵塞，軸承及軸承座在使用初期，潤(rùn)滑管路中也會(huì)產(chǎn)生微量的鐵屑等雜質(zhì)。當(dāng)球磨機(jī)迷宮密封回油口被異物（黃油或雜質(zhì)）堵塞時(shí)，在小齒輪軸承工作時(shí)循環(huán)的油流將從軸承箱透過(guò)迷宮流道泄漏至軸承座外端面。

2.4.3 解決方案

（1）拆開(kāi)軸座上蓋，清理軸承座內(nèi)殘余的黃油、鐵屑等雜質(zhì)和迷宮密封回油孔。

（2）調(diào)整小齒輪油流，在保證軸承得到正常潤(rùn)滑的情況下，將油流量調(diào)整至5 L/min。

（3）在大修時(shí)改進(jìn)軸承座密封形式，改為夾布油封加迷宮密封形式。

2.5 半自磨機(jī)低壓油流低故障跳機(jī)

2.5.1 故障描述

半自磨機(jī)在正常試車過(guò)程中，低壓油壓線性下降至0.12 MPa，低于PLC 內(nèi)設(shè)置的低壓值，磨機(jī)跳機(jī)。

2.5.2 原因分析

磨機(jī)稀油潤(rùn)滑泵站在工作時(shí)，配套出口管路閥門因振動(dòng)出現(xiàn)松動(dòng)后，閥門開(kāi)度超過(guò)預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)值，低壓油路系統(tǒng)油壓變低。

2.5.3 解決方案

（1）對(duì)磨機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中閥門開(kāi)度值進(jìn)行標(biāo)識(shí)后，采取懸掛配重塊等方式進(jìn)行防松處理。

（2）經(jīng)常檢查稀油泵站中油泵、過(guò)濾器、閥門和管路的運(yùn)行情況，以及潤(rùn)滑系統(tǒng)的油溫和油壓，油泵存在故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行檢修和更換油泵，油管被堵塞時(shí)，停機(jī)找出堵塞點(diǎn)并解決，過(guò)濾器堵塞時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行倒換并更換。進(jìn)油管路的閥門沒(méi)有打開(kāi)到合適位置時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整到合適位置。

2.6 半自磨機(jī)進(jìn)料端回轉(zhuǎn)端面工藝孔漏料

（1）故障描述。半自磨機(jī)在帶水試車時(shí)，進(jìn)料端進(jìn)料壓套端面工藝孔漏水，在對(duì)工藝孔進(jìn)行簡(jiǎn)單封堵后，漏水現(xiàn)象依然存在，與設(shè)備生產(chǎn)單位技術(shù)人員及安裝單位溝通后得出，該工藝孔的設(shè)置目的是檢驗(yàn)進(jìn)料密封環(huán)及進(jìn)料襯套的密封情況，若出現(xiàn)漏水，在半自磨機(jī)帶載后泄漏的礦漿將對(duì)進(jìn)料中空軸內(nèi)側(cè)壁產(chǎn)生回轉(zhuǎn)研磨現(xiàn)象，縮短進(jìn)料端軸瓦的使用壽命。

（2）原因分析。進(jìn)料襯套和筒體配合面端部安裝的Φ25 mm橡膠棒失效，未能起到阻止筒體內(nèi)礦漿通過(guò)襯套及端蓋配合間隙流向中空軸內(nèi)側(cè)壁的作用。

（3）解決方案。拆卸進(jìn)料壓套與中空軸端面螺栓，使用4-M48×400 mm 螺栓安裝在進(jìn)料壓套的拆卸孔內(nèi)，將進(jìn)料密封環(huán)連同進(jìn)料襯套一并向筒體外側(cè)移動(dòng)200 mm，重新安裝Φ25 mm橡膠棒后漏料問(wèn)題解決。

3 結(jié)語(yǔ)

球磨機(jī)試車是選礦廠建設(shè)工程及設(shè)備前期管理的重要一環(huán)，順利試車及時(shí)排除故障是建設(shè)方、施工方、設(shè)備生產(chǎn)單位及業(yè)主單位的共同目標(biāo)。在試車過(guò)程中，大型設(shè)備難免會(huì)出現(xiàn)一些突發(fā)性故障，甚至是事故，采用常規(guī)的處理方法難以解決，必須打破常規(guī)，從設(shè)備制造及試車規(guī)程方面查找原因，結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)具體情況，靈活運(yùn)用相關(guān)資源，就地取材，因地制宜地制定整改方案，快速修復(fù)損壞部件，排除故障，恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保證后續(xù)生產(chǎn)有序進(jìn)行。把大型設(shè)備隱患排除在試車環(huán)節(jié)，無(wú)疑對(duì)球磨機(jī)的性能優(yōu)化及后期維護(hù)管理具有積極意義。