更新日期: 2024-07-18 来源:kaiyun官方网站入口
摘要:本文所讲的球磨机,是一种以齿轮驱动为传动的机械设备,它是物料碎后再进行粉碎的重要设备,通常应用在水泥、建材、化肥、陶瓷等诸多生产领域。那么,球磨机的运行原理是怎样的呢?怎么样才可以保证齿轮的正常运行呢?本文针对球磨机齿轮的振动进行了分析和处理,以供借鉴参考。
在当前我国乃至世界的工业领域中,球磨机这样的粉球磨机械是十分常用且常见的。它能根据具体施工的需求和工艺的具体实际的要求对各种硬度的材料来粉磨处理。由于在单位的施工中,球磨机的运转率通常来说是比较高的,这样一来,就很容易发生球磨机小齿轮轴承座处振动方面的故障。无可厚非,引发振动的是多方面因素的结果,当然它所造成的危害也是客观存在的,因此,我们要在实际在做的工作中对症下药,认真分析引起振动的原因,并及时准确地选取修复方法,排除故障。
根据球磨机的结构,能够引起振动噪声大的原因有 2 个:一是轴承座滚动轴承故障;二是小齿轮损伤故障,如果是轴承失效的话,那么在振动频谱图上应该出现轴承的故障特征频率。然而,我们在振动频谱以及冲击脉冲谱上都始终未曾发现轴承的故障频率,同时,我们通过另一种方式,即测量轴承温度的方式也未能发现轴承的温度过高的现象。因此判定造成球磨机动大的原因有可能来自小齿轮。齿轮常见的故障形式有齿面磨损、齿面接触疲劳和齿轮断齿。
接下来,笔者对啮合齿轮的运行原理进行介绍:首先,它是依靠主动轮的齿廓来推动从动轮的齿廓,以此来实现运动的传递功能。针对渐开线齿轮定传动,当主动轮慢慢的出现回转的时候, 从动轮就需要按照给定的传动比作等速转动,此时,如若从动轮的转速并非恒定, 便会产生一定的惯性力, 这种惯性力从某一种意义上讲是一种附加动载荷,它既可能会影响齿轮的常规使用的寿命, 又可能会引起较大的冲击与振动。因此,我们要想真正的完成齿轮的定比传动, 就应当尝试通过积极地满足齿廓啮合的基本定律的方式来实现球磨机的齿轮啮合。
在制造方面,球磨机的传动齿轮齿廓往往呈现出渐开线的齿形,基本都采用了标准的方式来进行安装,但是不可否认的是它有一个重大的缺陷,那就是容易出现偏心等诸多问题,还可能会产生齿距误差以及齿形误差等看起来不起眼却影响较大的问题。
在来安装的过程中,影响球磨机齿轮工作效率与性能的因素很多,比如啮合齿轮的重合度、顶隙和侧隙的大小、模数等等。但是在实际安装中,齿顶与齿侧之间的间隙在全齿宽上并不是相同的,其重合度相对而言会变小,同时小齿轮和主轴两者的轴线之间是存在同轴度误差的,且常常会超出事前既定的误差范围,以上因素对于轮齿的啮合都会产生不利影响,因此导致球磨机在运行的时候产生较大的振动与冲击。
球磨机的运行环境也是主要影响原因之一,由于球磨机往往使用的开式齿轮通常都会在恶劣工作环境工作,且齿轮之间往往封闭的不严,加上齿面尚易落上沙尘等因素,造成齿面的磨损不断加速。
QMY2145溢流型球磨机是大红山铜矿于1997年投用的设备,大多数都用在将铜铁矿石加工成较细的矿浆。其中有一台球磨机就存在这样的故障,自从安装并投入到正常的使用中后,它的大小齿轮就存在某种毫无规则的轻微性振动。经过十年左右时间的长时间运行,到2008年5月该球磨机的小齿轮开始损坏,到2008年9月时,通过对小齿轮的更换,球磨机得以继续投入到正常的使用中,然而轻微振动的现象仍然是无法消除的。直到到2012年2月份,该球磨机的振动突然性的变大,紧接着小齿轮轴和轴承也相继发生故障,后经过一定修复后可投入到正常的使用中,2012年7月份小齿轮再次遭遇故障。
笔者认为球磨机大小齿轮的运行主要存在如下问题:(1)大齿轮的接头处存在跳动量大的问题,且大齿轮的齿面载荷存在分布不均匀的问题。经过分析,结合涂抹红丹粉到大齿轮齿面的原理,发现其中有1/4的齿面接触斑点较少,并且这些不合理现象全部集中地其中的一半大齿轮上。由此可分析得出,大齿在这里运行的时候,大小齿轮之间的啮合不是很好,且此时的小齿轮接触较少的部位所承受的载荷较大,不可以进行长时间的运行。通过进一步的检查,发现大齿轮出现这一现象的原因是大齿轮毛坯件的内部应力未能完全释放,而如果在球磨机上进行使用,则会发生大齿轮的内部应力持续释放的现象,而与此同时没有正真获得充分释放的内部应力的那一半大齿轮则会出现变形,从而促使齿轮接头处的跳动陡然增大。通常来说,当这部分大齿轮与小齿轮啮合的时候,就会造成齿面压应力集中或载荷分布不均匀,倘若长时间运行,则小齿轮出现疲劳损坏的问题。(2)大齿轮基准轴线与小齿轮基准轴线之间一般并不是平行的。因此,在实际的应用当中,往往采用压铅法对球磨机大小齿轮的啮合进行仔细的检测,但是实际上球磨机的大小齿轮基准轴线并不平行,这在实际中很快就会发现。因为小齿轮不可以进行有效固定,当球磨机投入到正常的使用中后,小齿轮就会受到重负荷大齿轮的巨大挤压,由此轴承座就会产生较大的位移,造成大小齿轮基准轴线.球磨机大小齿轮振动的预防与处理
从物理角度分析,球磨机的小齿轮最佳的角度应当在20°左右,此时大齿轮对小齿轮的压力方向刚好是垂直向上的,转动轴收到的压力也是垂直向下的,这样就能够减少球磨机传动端主轴承(轴瓦)的受力,不仅仅可以减少磨损,而且有利于对小齿轮轴承的联接螺栓和地脚螺栓的工作,增加运行平稳性。与此同时,在这个方面范围,能够减小球磨机横向占地的面积,从而为球磨机主轴承和传动轴承的基础能够固定在同一平面上,这样方便对小齿轮来更换。倘若球磨机转向与图示方向相反,会造成地脚联接螺栓松脱和折断。
(1)调整与处理球磨机的大小齿轮接触面斑点。为了有效消除球磨机四分之一的大齿轮齿面接触较差的难题,我们大家可以采用手工磨削的办法来加工接触斑点少的大齿轮齿面,通过这样的加工处理,能够把有明显凸起和飞边的部位进行削平修复。通过多次试验发现球磨机的大小齿轮啮合得到极大改善。
(2)重新调整轴线之间的平行度。我们从球磨机齿顶间隙数据的计算可以得知,要想调整两轴线之间的平行度,我们大家可以采取如下两种办法来进行调整:
一方面能够最终靠调整大齿轮基准轴线来实现,因为球磨机的轴线与大齿轮轴线是重合的,需要重点对球磨机的前轴瓦座做调整,然而这一移动是幅度较大的,位移高达23.06 mm,显而易见这样的调整十分费时,且后续的刮瓦处理也必不可少,可知这一方法可取性不强;另一方面能通过小齿轮基准轴线的调整来实现,这里最重要的包含对小齿轮轴承座做调整,利用压铅法对球磨机大小齿轮齿顶的间隙做测量,从而对两轴线平行度是否合适进行确定,但此时我们应该调整的部位就想对较多,不单单是需要调整小齿轮轴的承座,而且要对球磨机的主电机和慢速盘车装置等进行及时的调整,这样才可以确保与小齿轮轴同心,本文中笔者就采用了该调整方法。以案例分析调整其结果如下:
调整小齿轮基准轴线与大齿轮基准轴线的平行度达到一定的要求后,为防止球磨机带负荷工作后,小齿轮轴承座地脚螺栓往往没办法承受大齿轮在运行过程中对小齿轮造成的径向推力,以致齿轮轴线的平行度发生扭曲,产生误差,因此能考虑通过对小齿轮轴承座的四周进行钢板焊接,从而达到有效固定轴承的目的。
对齿轮的加固密封,可优先考虑利用废旧橡胶带,在观察孔盖、上下齿轮罩与罩体之间加一层保护膜,从而减轻振动,为提高密封效果,阻止尘沙侵蚀提供有效保障。
因为大小齿轮顶间和齿侧两者之间的间隙不够合理,导致小齿轮发生振动的情况,因此我们要先对其合理性和转动时顶间和齿侧间隙的大小进行仔细的检测,这一做法的最大优点是弥补了齿轮在制造和装配过程中的误差,以免齿轮被卡住无法运行。
4.2严格遵守球磨机的安装标准和检修标准,保证球磨机各部件之间满足安装要求,特别是电机主轴和小齿轮的轴线之间的同轴度,小齿轮轴线和大齿轮轴线之间的平行度以及齿侧间隙和齿顶间隙,都要精确安装调试。
4.3改进装置,把齿轮方式改为自动喷油,确保油的充分供给,避免形成干摩擦和轮齿磨损过快。
4.4改造齿轮护罩,把齿轮护罩从半开式改为封闭式,尽可能地减少齿轮副啮合面的漂浮物和小颗粒数量,同时改进球磨机衬板螺栓的密封结构,杜绝球磨机漏浆和磨损现象的发生。
综上所述,大红山铜矿的球磨机经过多次反复的调整,其运行效能相对来说更稳定,各项安装参数已达到了相关规范的要求。球磨机齿轮的振动问题能获得有效解决,齿轮的运转相对过去来讲,在摩擦减少的情况下,逐渐变的越来越平稳,来保证齿轮和小齿轮以及配套轴承的常规使用的寿命得到明显的提高, 有效地提高了球磨机的作业效率,总的生产量也得到大幅度的增加,同时降低了生产所带来的成本、人力资源等费用。
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