大型无齿轮驱动球磨机安装关键技术分析

郑 凯

（甘肃一安建设科技集团有限公司，甘肃 兰州 730000）

引言

近些年来，工业装备发展的速度极快，不少装备为了适应需要，已经开始了巨型化的道路，其中一个典型的设备就是选矿工作中使用到的球磨机，球磨机在这种趋势下，逐渐向着无齿轮驱动的方向发展。

1 大型无齿轮驱动球磨机概述

以往有齿轮的驱动磨机在驱动的过程中主要依靠齿轮，但是无齿轮的驱动磨机在驱动的过程中主要依靠环形电机上的转子，将转子安装在磨机筒体法兰上，这样，磨机整个筒体就相当于电机的转子，可以借助筒体完成驱动，在磨机入料端的筒体外部套上定子绕组，这就是环形电机在驱动过程中不可或缺的定子部分，由此形成一个可供驱动的巨型电动机，该电动机在通电之后，磨机的筒体开始转动，由此产生动力。这种装备最大的优势在于不需要齿轮等机械部件，因此在设计的过程中直接将齿轮去掉，这样显著提升了磨机运转的效率，并且磨机也不会因为齿轮而受损，延长了磨机的使用寿命。以往存在齿轮的磨机在驱动的过程中存在局限，即齿轮传递力矩存在一定的局限。无齿轮的磨机可以更好与巨型化的趋势契合，因此，在发展前景上无可限量[1]。

2 案例研究

在本次研究中，主要研究的案例装备为无齿轮半自磨机筒体，其外部的尺寸为Φ12.134 m×7.925 m，该无齿轮半自磨机的筒体如图1所示。在选矿工艺中，该无齿轮半自磨机是重中之重，磨机电机驱动的功率最高可以达到28 MW，因此，这一数值也直接将该无齿轮半自磨机推上了世界第一的宝座。在该无齿轮半自磨机的安装过程中，需要极高的精度，每一个零件的质量都极大，并且整安装的过程需要耗费大量的时间，综合来看，该无齿轮半自磨机安装需要面对较大的困难。

3 安装遵循的主要程序

在安装无齿轮驱动半自磨机的过程中，需要参照以下程序，首先要完成基础的查验工作，将基准点设立好，然后安装轴承座底板、壳体部件、法兰螺栓，端盖、中空轴，当这几个部件安装完毕后，要预紧50%扭矩，完成筒体的安装和筒体跳动的检查工作，之后安装与电机相关的部件，包括定子、定子绕组与转子电极，此外，还要安装其他重要的附件，最终完成无齿轮半自磨机的试运行，并检查磨机的螺栓，安装定子最终定位[2]。

4 安装过程中使用到的技术方法

4.1 设立基准点

在所有的大型设备中，设立基准点是安装过程中重要的基础，无齿轮驱动的半自磨机也不例外，但是无齿轮驱动的半自磨机有一个显著的特点，由于装备本身没有齿轮，因此，当无齿轮半自动磨机的筒体就位之后，筒体的四周以及下部定子底板的测量视角较差，为了解决这一问题，需要在周围设立中心线标板或者标高基准点。

4.2 调整轴瓦

4.2.1 质量要求

在该无齿轮半自磨机中，进料端和出料段的底座均由多个部分组成，主要为分体式的静压轴瓦，因此，在安装的过程中，必须调整这几个静压轴瓦，保证轴瓦与中空轴同心。在半自磨机未处于运行状态时，这几个静压轴瓦需要与中空轴结合得严丝合缝，保证在轴瓦的四周，不存在任何空隙。同时，必须保证半自磨机在运行的过程中轴瓦的油压值片与轴瓦平均压力值的偏差[3]。

4.2.2 调整方法

在轴瓦调整的过程中，首先需要调整中空轴部件突出的轴承座，在这一过程中需要利用在安装筒体时使用到的液压千斤顶，保证磨机中心线与标高满足要求。当定位完中空轴之后，需要调整进料端和出料端中间位置的轴瓦，此时需要利用到轴瓦液压系统，等待轴瓦完全与中空轴接触之后，中空轴将会落到进料端和出料端的轴瓦上，进而调整轴瓦的筒体中心和标高。之后，要在进料口和出料口中间位置的轴瓦上安装压力表，并且将临时的液压系统开启，此时轴瓦的压力值会逐渐显现，要做好观察，如果发现在轴瓦两端存在压力值不等的状况，需要调整轴瓦的两端，但是在调整的过程中不能触动半自磨机的筒体中心和标高。当观察和调整完毕后，轴瓦和油压满足要求，此时，按照同样的步骤，在另外两个轴瓦上安装压力表，完成轴瓦位置的调整工作，保证所有的轴承座轴瓦的油压值符合在设计阶段提出的要求和规范。当轴瓦全部调整完毕之后，需要再次将临时的液压系统开启，以检查半自磨机筒体中心线和标高位置，检查全部轴瓦的油压值，将观察的记录完整记录下来，并关闭临时的液压系统，此时，使用塞尺检查在中空轴和轴瓦之间是否存在间隙，并且将每个轴瓦高度值完整记录下来。

4.3 检查磨机筒体跳动

当轴瓦调整完毕之后，要拧紧螺栓，之后要检查磨机筒体的跳动情况，这项检查工作的目的在于确保半自动磨机在后续运行的质量，确保定子与转子之间气隙的稳定性。在检查筒体跳动情况的同时，也可以检查磨机筒体安装的整体质量情况，这样在后续安装环形电机的定子绕组和转子电极时就可以有准确的数据可以参考。检查筒体跳动情况的方法为将百分表架设在中空轴和端盖上，使用卷扬机转动筒体，在筒体每转动30°时，将百分数记录下来，为后续的数据分析提供必要参考。

4.4 安装定子

为了后续的安装工作，需要将半自磨机的环形电机分为四片，其中的两片作为上部定子，其余的两片作为下部定子。在定子翻身作业的过程中，采用行车和汽车吊作为吊装设备。在吊装之前，还要完成定子的测试工作，包括定子的耐压能力和绝缘性能，同时，还要检查定子铁芯固定螺栓的情况，根据检查的情况做相应的调整。

下部的弧形定子由于定子的基础与半自磨机的筒体之间存在狭窄的空间，因此难以直接就位，必须利用临时滑轨完成就位。等到下部定子支座下降到滑车上之后，利用倒链将滑车移动到安装的位置上，之后调整定子的中心底板和法兰面。第二个下部定子的操作流程与前者相同，连接定位销之后，将螺栓连接好并紧固。在吊装上部定子的过程中，需要在半自磨机筒体之上安装临时的支撑，然后借助液压千斤顶，完成微调工作。

当下部和上部的定子调整完毕后，需要将两个位置相反的电极安装完毕，再次利用滑车移动定子，在移动的过程中，定子必须沿着半自磨机的轴线平行移动，同时，在定子与转子之间，必须保证有5 mm的空隙。之后，再次利用塞尺测量定子在半自磨机进料端和出料端两侧的气隙，比较两者的数值，在必要的情况下，需要完成修正工作，即调整定子与底板间的垫片数量。在完成一系列的工作之后，要将定子归位，之后，完成定子绕组和转子电极的安装。

4.5 安装定子绕组和转子电极

在安装定子绕组的过程中，接缝处的绕组需要现场完成，其与部分可以事先安装好。安装绕组需要经过复杂的流程，因此，在接缝处安装时，一般需要定子绕组制造商出动技术人员，首先测试罗贝尔母线，之后缠绕绝缘胶带，安装母线和绝缘保护盖，之后注射环氧树脂，测试定子高压电气，总之做好一切绝缘的工作。在将转子电极固定在半自磨机的法兰上时，需要使用高强螺栓，在固定的过程中充分利用法兰之间摩擦力的传递力矩，电极安装的过程详见图2。

在定子绕组安装的同时，可以完成转子电极的安装。在安装转子电极之前，要在百分表的帮助下，检查半自磨机电极安装法兰的跳动情况，既要检查轴向，也要检查径向，检查完毕后要清洁转子电极和半自磨机的法兰。之后，需要利用转子电极制造商提供的电极安装工具，将电极中心和半自磨机法兰电极中心线对准，并将中心线调整到与电极法兰顶面之后，将偏心套和螺栓安装完毕，这样可以在最大程度上保证转子电极在安装时的精度，在后续安装的过程中，需要利用卷扬机转动磨机，以卷扬的能力为主要依据，将转子电极安装完毕，避免在安装的过程中由于偏心，导致重力失衡的状况出现。

5 结语

通过文章的分析和研究可知，在无齿轮驱动半自磨机安装的过程中，需要注意基准点的设立、注意轴瓦的调整、注重检查磨机筒体跳动、注重定子、定子绕组和转子电极的安装。只有在安装的过程中充分注意这些关键技术，落实好每一个步骤，才能完成无齿轮驱动半自磨机的安装工作。