振動監測在選礦廠球磨機上的應用

作者:張玲燕


    1.球磨機的主要技術參數
    德興銅礦大山選礦廠是目前國內最大銅選礦廠其一段磨礦主要設備八臺φ18′/28′球磨機由美國NIPSI公司和FULLER公司生產。球磨機單機處理能力為7500t/d由交流電機驅動電機轉速200r/min,德圖PH計功率4101kW減速齒輪對的小齒輪數z1=19大齒輪齒數z2=277小齒輪轉頻f1=3.3Hz球磨機筒體和大齒輪的轉頻f2=0.23Hz(轉速n2=13.7r/min)齒輪嚙合頻率fm=63Hz。
    球磨機傳動示意見圖1。

圖1

    2.測點布置及振動數據
    測點布置在反映轉子振動最敏感的軸承部位即在進料端軸承座和出料端軸承座上。它既反映軸承、齒輪等部件的故障信息也反映傳動系統的故障信息。
    表1列出6#球磨機進料端軸承座的振動值。從表中數據知9月12日加速度值大幅度突增之后還增長較快而速度和位移變化較小。初步估計故障是由齒輪和軸承引起。設備在正常狀態(安裝精確度很高時)下軸承座的加速度值為1.5m/s2速度值為0.98mm/s。設備處在危險值范圍所以從9月12日開始我們采取密切跟蹤監測。
    3.分析及處理
    (1)從數次采集的頻譜圖可看出,超聲波探傷儀齒輪嚙合頻率的邊頻帶沒有什么增長可判斷齒輪嚙合狀況良好振動可能來自于軸承的劣化。
    (2)球磨機的軸承型號為23276(美國產)雙列向心滾子軸承,凱恩KM9106綜合煙氣分析儀滾珠數z=42個節圓直徑D=505mm滾珠直徑D=72mmβ=0°軸轉速n=200r/min計算其故障特征頻率為:
    外圈故障頻率f1=60Hz
    內圈故障頻率f2=80Hz

表1 6#DOJ球磨機進料端軸承座振動值

參量及方向

日期(2002年)

加速度 m/s2

速度 mm/s

位移 μm

水平

垂直

軸向

水平

垂直

軸向

水平

垂直

軸向

3.28

2.47

3.50

3.87

1.31

1.91

2.53

7.3

14.0

19.0

4.29

3.00

3.43

3.76

1.25

1.79

2.85

7.7

15.6

21.9

5.14

3.85

3.44

3.51

1.36

2.05

2.69

7.8

14.3

23.2

9.12

16.12

17.86

36.17

2.01

2.45

6.08

8.9

14.4

37.3

9.20

35.76

27.98

49.03

2.59

3.23

7.48

11.0

13.0

49.0

9.24

37.89

29.85

52.34

2.87

3.68

7.81

11.6

14.5

51.0

9.29

1.80

2.50

2.01

1.10

1.05

1.50

9.4

10.4

11.3


圖2
    滾珠故障頻率f3=23Hz
    保持架旋轉頻率f4=1.43Hz
    根據9月24日測振頻譜圖(圖2)分析:67.5Hz和61.2Hz表明軸承圈有問題;6.2Hz為軸頻率的二倍頻有不對中現象存在;30Hz為軸頻率的近10倍頻判斷有松動現象存在。
    9月26日拆開球磨機軸承座檢查發現軸承外圈有1/4圈、寬為80mm的嚴重點蝕面且有數道圈的劃痕;兩個軸承滾珠有近1/4圈的點蝕其余滾珠有少量點蝕現象;內圈有幾道很深的劃痕且磨損嚴重。測量齒側隙為0.08mm在標準值范圍內電機與軸承同心度檢測徑向與標準值偏差0.115mm表明齒輪嚙合狀況良好。振動來源于軸承的判斷是正確的更換軸承調整同心度緊固軸承座底座。
    檢修后重新開機9月29日測得振動值均有大幅下降(表1)。從圖3中頻譜也可看出67.5Hz和61.2Hz的軸承圈故障幅值已消失松動引起的幅值也由17.59μm下降至1.78μm;不對中引起的幅值已消失設備處于良好運行狀態。

圖3

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