Φ2.7m×3.6m球磨机同步电机转子轴向窜动原因分析及处理对策

孟铁柱中钢集团锡林浩特萤石有限公司

Φ2.7m×3.6m球磨机同步电机转子轴向窜动原因分析及处理对策

孟铁柱
中钢集团锡林浩特萤石有限公司

摘要：五矿矿业昌邑郑家坡铁矿有限公司的选矿厂球磨机与高压同步拖动电机间的连接，为气动离合器方式，正常运行中突然出现滑动轴承窜动幅度比较大并且烧轴瓦。为此，本文分析了高压同步电机和被拖动球磨机间采用气动离合器联接时,滑动轴承型电机转子轴向窜动产生的原因,提出了具体解决办法与改进措施。

关键词：Φ2.7m×3.6m球磨机；高压同步电机；气动离合器；滑动轴承窜动

1、问题的发生

五矿矿业昌邑郑家坡铁矿有限公司的选矿厂有溢流型球磨机和格子型球磨机各两台，2009年开始投入使用，其中两台溢流型球磨机运行良好，格子型球磨机已多次加工过传动轴及更换轴承。2010年5月27日，2#格子球磨机同步电机伸出轴端轴瓦温度突然上升到80℃,停车后检查发现同步电机转子轴向窜动12mm,造成同步电机转子轴肩与滑动轴承止推端面摩擦掉5mm，下轴瓦严重烧伤，在更换了新的轴瓦后空转电机正常，但是合上气动离合器带动球磨机运转时，该电机出现严重窜动状况，在起动后瞬间，转子窜向集电环端3mm，空载时窜动甚微，磨矿时随着负载增加，转子逐渐向伸出轴端窜动，停止负载时转子向集电环端窜回。其最大窜动量达到7一10mm，并撞击前、后两个轴承座，振动与声响也比以往加大，无法正常生产。就此，本文仔细的研究了窜动异常可能的原因，并列出了几种解决方法。

2、产生轴向窜动的原因及处理

2.1产生轴向窜动的原因

为了从根本上解决转子轴向窜动，响声异常等问题，在查阅国内外大量类似机器故障材料后，结合球磨机自身工作特点，主要分析有以下原因：

(1)由于定、转子冲片厚度偏差，机座、电机轴、端盖所组成轴向安装尺寸链的累积误差，使电机定、转子铁心轴向对称中心线不能对齐，导致了磁力中心线发生偏移，产生轴向磁拉力，使转子发生轴向位移。

(2)电机安装时由于安装精度的不准确导致了轴线水平度超差或电机的转轴发生变形，造成实际上的磁中心偏离。这种情况造成了电机在运行时转子重心不断变化而产生轴向窜动。

(3)机组的联轴器即气动离合器闸瓦和摩擦轮毂同心度较差，使机组整体重心不在其中心点上，在重力的作用下(尤其在加速或减速时)就会产生振动和轴向窜动。气动离合联轴器闸瓦严重磨损，气压不足，抱闸后就会产生轴向分力，引起转子轴向窜动。

(4)滑动轴承轴瓦间隙过大，导致了电机重载时定子与转子之间的间隔变化大，形成了单边磁拉力，引起轴向窜动和振动的事故。

(5)球磨机各个部位的润滑点是否用的是说明书上指定标准的润滑油。检查球磨机各个部位的润滑油是否已经变质，检查各个润滑点的油面高度是否达到了说明书要求的标准，如果没有，就需要检查润滑管路是否发生了堵塞。球磨机轴瓦与轴的间隙是否在正常的范围内，球磨机滚动轴承润滑脂过多或过少，过多形成滚动体搅动润滑脂产生热量，并且热量不易散出，过少润滑不良。

(6)球磨机工作参数：磨机技术规格。筒径2.7m，筒长3.6m，功率400kW，筒体转速21.78r/min，最大装球量39t，机器总重85.829t。

2.2处理措施

(1)调整磁力中心线：通过起动瞬间电机转子发生较大轴向位移的现象，可以判定该电机存在定子、转子磁力中心线不一致的问题，大型电机的磁力中心和机械中心通常存在不重合情况，单试电机的目的就是标定和检验磁力中心位置，一般在联轴器端的轴承座上都有标识指针，电机轴上有标示线。通过单试检验磁力中心和机械中心的偏差方向和偏差量，有利于联轴器对中和连接后的设备正常运行。通过冷态对中运行后，还要保证在热态中对中，同时注意滑动轴承记机组在运行状态时轴心线的正常偏移。滑动轴承的电机轴向串动应属于正常，启、停机转子的位置是不同的，停机时应探出，启动后，电机转子被拉回并与磁力中心线重合。由此可见，窜动状况有了初步的改善。可是，在重载轧制过程中，还会出现撞击轴瓦的现象。

(2)更换气动离合器：经过进一步观察，电机转子在停电瞬间向出轴端方向发生了窜动现象。打开出轴端轴瓦盖，发现靠电机侧的轴颈与轴瓦之间的轴向间隙几乎为零，说明引起电机轴向窜动还存在着非电磁方面的因素。有可能是是由于联轴器齿面磨损导致了齿轮咬合不良产生了轴向分力。

(3)校正同心度：在仔细检查球磨机的时候，通过测量电机与减速机两轴的径向，发现两轴的间隙已达0.9mm，远远超过了允许值。导致了机组的重心不在同一中心点上，当电机负载运行的时候.在重力作用下产生轴向窜动。因此，利用杂物暂时的垫高了减速箱，校正了机组的同心度。

(4)检查润滑油：在球磨机投入连续运转一个月的时候要彻底清洗所有润滑油，更换新的润滑油，以后配合中等规模修理可以每六个月更换一次。在工作的时候需要至少每隔四个小时就要对各个润滑点的润滑情况和油面高度进行检查。

3、处理后的效果

在经过上述处理措施后，进行开机试车，设备运转情况良好。起动时转子向集电环端窜动约3mm，带止推滑动轴承在循环供油情况下，其瓦温稳定在50℃左右；自润滑情况下，其瓦温稳定在70℃左右；不带止推滑动轴承在循环供油情况下，其瓦温稳定在46℃左右；自润滑情况下，其瓦温稳定在60℃左右；在空载及重载时基本上均无窜动，轴瓦座振动轻微，联轴器声响正常，停机时转子向出轴端窜动约3mm，以上测试结果均在温度14℃下进行，运行状况正常。

4、结语

球磨机属于矿山重型设备，应该制定严格的点检制度，发现响声、温度等异常情况要及时停车检查，除了日常的维护以外还需要定期的对重要的部件进行认真检查，按照情况做适当处理和安排维修计划，以免损坏附属设备影响正常生产。球磨机滑动轴承窜动除机械和连接部的原因外，还应检查拖动电机等。相信随着时代的不断进步，机械制造和电气自动化技术的发展会更加完善，这一系列的问题会得到完善的解决方案，这一次滑动轴承窜动的处理方法可以为以后类似问题提供良好的借鉴。