磨机振动问题浅析

王继生

陕西省建筑材料工业设计研究院陕西710032

摘要：振动是磨机的常见问题之一。矿用磨机（以下简称“磨机”）是选矿厂的核心设备，广泛应用于各金属矿山。其工作的可靠性、稳定性直接决定了矿山企业的效益。在实际生产中，引起磨机振动的原因有传动系统的故障，一般包括轴线同心度超差、轴承损坏和齿轮损坏等；基础问题引起的故障一般包括刚度不足、开裂和不均匀沉降等。因此及时查出振动的原因并消除振动，保证设备正常运转，有重要的现实意义。本文就磨机振动问题展开探讨。

关键词：磨机：振动：问题

引言

振动是磨机的常见故障之一。振动产生强烈的噪音，影响磨浆操作和磨浆质量，损坏内部精密仪表元件，严重的还会损坏机器构件，危害设备安全。

1引起振动的原因分析

1.1传动系统引起的振动

在传动系统引起的故障中，因轴线同心度差引起的振动和安装维护有较大关系，主要表现为2个相连不同心的零件振动最大，然后向两侧逐渐衰减，需重新调整相关零部件的同心度使误差缩小到规定范围内。如果是轴承或齿轮等零部件的损坏，初期一般表现为周期性振动，会引起轴承等相关零部件发热，需先找出具体原因，消除故障，必要时对轴承和齿轮进行修复或更换。某公司φ6.2m×9.8m溢流型球磨机在运转过程中，发现小齿轮轴承座靠近离合器侧的振动较大，慢驱侧的振动较小，引起轴承发出异响。打开轴承座检查发现，离合器侧轴承内外圈有大面积的点蚀剥落，慢驱侧正常。现场振动数据如图1所示。通过图1可以看出，离合器侧振动为：x轴5.11mm/s，y轴为5.12mm/s；慢驱侧振动为：x轴2.29mm/s，y轴为1.31mm/s。其中离合器侧的振动超出了国家规定的标准4.5mm/s。停车后检查齿面接触良好，侧隙符合说明书要求。故怀疑是小齿轮轴和电动机轴不同心所导致的，需对离合器进行检测。端跳与径跳检查结果如表1所列。通过表1可知，小齿轮轴和电动机轴端面误差为1mm，径向误差为0.53mm，其同心度误差已大于要求的0.2mm，振动增大导致轴承损坏。更换轴承，重新调整小齿轮轴和电动机轴的同心度后开机，振动值均小于1mm/s，轴承温度也有所降低，设备恢复正常运转。振动是影响设备正常运行的主要原因，频谱是故障信号在坐标系的反映，熟练掌握频谱分析及频谱和故障的内在联系，可快速找出故障源，解决问题。

图1现场振动数据

表1小齿轮轴和电动机轴同心度检查mm

1.2静盘的影响

静盘的安装精度对磨机振动的影响很大，主要表现在动、静盘的不平行。观察拆下后的动、静磨片的磨损状况，结合面出现明显的磨损不均匀现象，动、静磨片齿面磨损高低不平，最大相差3～5mm，同时仔细观察静磨片进料区的齿端面磨损，如果在圆周方向上极不均匀，也可判定静盘相对动盘不平行。动、静盘不平行，随着磨片间隙不断缩小，磨盘磨损不断加大，磨机的振动也不断增大，最终磨片因磨损无法使用不得不更换。磨片使用寿命缩短30%～50%，纤维电单耗也至少增加10%以上。造成动静盘不平行的原因：1）静盘轴向定位用8只桩座螺栓，8只桩座螺栓将静盘定位在一个平面上，并精调至平行动盘座，8只桩座螺栓要求松紧一致；空载时（停机状态）的精度并不表示负载运行后能保持这个精度。如果8只桩座螺栓松紧不一致，静动盘的平行精度也会改变。2）桩座固定板与磨机机架联接螺栓松紧程度要求一致，如发生变化直接影响动静盘的平行度。3）桩座固定板的强度不足而变形影响到动静盘的平行度。在磨机正常运行过程中，一旦发现异常振动必须根据上述原因进行检查调整，消除振动，否则损失很大。

1.3部件磨损

零部件磨损严重或损坏将引起严重振动，需要定期检查、处理、更换。（1）轴承损坏。轴承损坏造成主惯轴失控将导致振动。主要靠听运行声音、观察油色和油温及油箱里是否有铁屑等来判断。轴承损坏的原因主要有润滑不好（如油箱进水等）、疲劳剥落、过量的永久变形、磨损及滚珠架断裂等。一般磨机主轴承运行周期为1～1.5年。（2）轴承箱磨损。轴承箱与轴承箱座的标准间隙是0.1～0.15mm。由于轴承箱连同轴系部件一同在轴承箱座上滑动，会产生磨损，如磨损后间隙过大，将造成主惯性力轴心和理想轴心不重合，也使电机主轴和磨主轴不同心，都会导致严重振动。轴承箱和轴承箱座在使用一段时间后，要进行检查，一般周期为一年。轴承箱座如果不圆，需要重新加工，轴承箱磨损后采用喷镀或安装耐磨镶条的形式处理。（3）对轮螺丝。有些对轮螺丝由于经常拆卸等原因造成磨损不均，粗细不一致，导致径向微小位移，也将引起振动。因此，对轮螺丝也要定期更换。（4）其他原因。引起磨机振动的原因还应考虑主电机转子动平衡、励磁电机和主电机同轴度、轴承箱座刚度、磨片磨损均匀程度、生产操作因素等，在此不一一赘述。

2振动原因的诊断和避免方法

（一）振动诊断方法。诊断磨机振动的原因可以用排除法，按先易后难的原则逐项排除。①看设备的运行情况，仔细观察磨机振动的现象，记录和分析控制系统的监测数据；②磨机振动经常伴有异响，注意发出响声的部位和特点，进行综合判断；③了解设备的基本情况，询问现场操作工或其他相关人员，记录振动开始的时间、磨机振动的现象、已采取的措施及规格型号等基本信息；④用手感受振动部位的温度、剧烈程度等，必要时借助仪器分析磨机振动的情况，是诊断设备振动故障的有力手段。通过上述手段对磨机振动情况有了初步了解后，用可排除法诊断振动的原因，按如下步骤：①检查地脚螺栓的紧固情况；②仔细检查基础有无裂纹；③停车对基础沉降进行检查，主要包括主轴承和传动系统的基础是否和安装初期相一致。如进料端主轴承应比出料端主轴承高0.5～1.0mm等；④检查齿轮啮合是否正常、离合器是否有损坏；⑤停车检查传动系统中传动轴线的同心度情况；⑥其他检查。（二）振动避免方法。避免设备发生振动，要注意以下问题：①对设备和基础进行扭振分析，特别注意衬板提升条的数量，大小齿轮齿数，筒体、端盖和齿轮等的分瓣数，尽量避开系统的倍频区；②保证基础的强度和刚度，符合相关规范的要求；③在制造和安装时，要特别注意同轴度和二次灌浆的质量；④操作者需做好维护工作，使设备处于良好的运行状态，发现问题需及时处理。

结语

引起磨机振动的原因较多，如何具体确定振动原因和振动部位，需要在生产实践中不断摸索。振动问题应及早发现，尽快处理，以免扩展成大的事故。在磨机设计和维护中，提高磨机的抗振能力，是适应当前设备向高质量、高效率、低成本、低噪声发展的重要措施之一，在这方面还需要不断研究探讨。

参考文献：

[1]徐广伟，赵晓强，聂常贵，等．电厂球磨机振动原因分析及防治[J]．设备管理与维修，2016（4）：85-87.

[2]杨建刚．旋转机械振动分析与工程应用[M]．北京：中国电力出版社，2017：78.