氧化铝厂3#球磨机故障诊断

杜永春

（中国铝业广西分公司装备能源部，广西 平果 531400）

中铝广西分公司氧化铝生产用的球磨机共有7台，相应的棒磨机也有7台。其中1#～4#球磨机是公司氧化铝生产的一、二期设备，型号为D3.6×8.5m。

一、设备主要参数

1.机组结构简图如图1所示。

2.球磨机主要参数。

电机型号：RY1800-8/1730，转速：743r/min；

减速机型号：JPT100(1)，i=4，高速轴转频：f1=12.38Hz，低速轴转频：f2=3.1 H z；

减速机机啮合频率：346.7Hz，斜齿轮传动；小齿轮与大齿圈啮合频率：65Hz，斜齿轮传动；

减速机高速轴两端轴承型号32240，滚动个数n1=19；

减速机低速轴两端轴承型号97172，滚动个数n2=27；

小齿轮轴两端轴承型号 23264CA/C3/W33滚动体个数n3=18。

二、计算频率

计算频率见表1。

表1

三、频谱分析及检修处理

2012年3月22日公司氧化铝厂原料3#球磨机振动异常，立即对设备进行故障诊断。测得振动检测数据见表2，频谱图如图2、3所示。

振动频谱图上振动能量有两部分(图2)，一部分0～140Hz的低频部分，另一部分是减速器啮合频率346.7Hz周围的频率较高部分。从图上可以看出，0～140Hz的低频部减速器低速轴轴承外圈、内圈及滚动体很可能存在磨损松动。为此建议及时停机处理。

表2 m m/s

由于生产上的原因，设备一直停不下来，直到4月10日，上午10点多，设备因振动大，主电机及减速机高速轴异常振动，电机轴向振动达到9.24mm/s(如图4所示)，导致电机与主减速的联接分占的能量最高，异常振动主要以这部分为主；截取该段频谱进行细化，可以清楚地看见，振动频谱图已出现以转频3.092Hz为主的高次谐波(见图3)；频谱中存在高达10倍甚至20多倍的谐波分量，这与轴承在轴承座内松动或者部件配合松动的振动特征十分相符。据此，初步判定3#球磨机主处柱销发生被剪断故障，设备被迫停机。检修人员先后换了两次l联轴器柱销及对中调整，振动仍未消除。

4月13日决定更换主减速机低速轴轴承。打开主减速机进行检查，发现两端轴承均跑内圈，轴被磨小0.16～0.18mm，决定将轴进行喷涂处理。4月16日将喷涂修复过的低速齿轮轴装回，并进行必要的装配调整。决定带料试运行，但运行不足10min，又发生联轴器柱销被剪断故障。立即更换主电机联轴器柱销，并解体检查小齿轮轴轴承座，发现两端轴承跑内、外圈，小齿轮工作面啃得也比较严重，经更换新的小齿轮轴及轴承后启动试车，月20日检测，轴承配合松动的频率全部消失，振动的特征主要是啮合频率，主要是由于大齿圈齿面磨损，啮合不良造成的。

四、检测数据分析

从振动检测数据表上可以看到，每一个检测部位轴向振动值都是最大的，尤其是主减速器两侧各小齿轮轴两侧轴向振动最为明显。这是因为减速器的大齿圈、小齿轴齿轮均是斜齿，其轴向推力大，工作时会产生明显的轴向振动，其最佳的监测位置往往在轴向。

综上所述得出以下结论：(1)主电机与主减速器联轴器柱销履次被剪断的主要原因，是低速轴轴承损坏导致主减速器齿轮啮合不良产生轴向冲击所致。(2)设备出现异常振动没有得到及时处理，加剧了配合件磨损，加大了设备精度修复的难度和损失。(3)只有对多种振动因素综合考虑，才能有效地提高故障诊断的准确率。(4)对设备进行状态监测和故障诊断，可以及时找出存在故障的部位和原因，科学地制定检修决策，在最短的时间内将设备修复，其产生的直接和间接经济效益是显而易见的。