淺談球磨機常見故障的處理方法

摘 要：大部分球磨機均存在嚴重的中心距正偏差超差，中心距正偏差超差的危害是十分大的，采用以前的控制齒側間隙法調整中心距的精度是非常低的。為了解決這個問題，本文提出了一個行之有效的大型圓柱齒輪嚙合中心距調整方法。

關鍵詞：圓柱齒輪；中心距；調整

中圖分類號：TP307 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-01

湖南柿竹園有色金屬有限責任公司是國內最大的鎢精礦、鉍精礦和鉍錠的生產基地。該公司共有球磨機20余臺，除2000噸選廠新裝的外，大部分球磨機均存在嚴重的中心距正偏差超差，中心距正偏差超差的危害是十分大的，主要體現在以下兩個方面：

（1）齒輪嚙合高度不足，致使嚙合重合系數減小，并帶來齒面接觸沖擊，使設備產生振動。采用測振儀測量的結果表明，公司的大部球磨機的振動加速度超標達5倍左右，部分球磨機振動超標竟達10倍以上。這種情況不但使設備的振動和噪聲嚴重超標，同時還大大降低了齒輪的使用壽命。據統計，公司大部分球磨機齒輪的壽命不到預期使用壽命的1/3；

（2）傳動效率下降，并導致能耗上升。據計算，如果因此導致傳動效率僅下降1%，公司相應每年要多耗電20萬度。

一、大型圓柱齒輪嚙合中心距的調整方法

（一）調整背景

圓柱齒輪中心距的精度是保證齒輪正確嚙合的重要條件，在絕大多數情況下，中心距的精度是由機加工來控制的，即由齒輪箱在鏜孔時機床的精度控制的。從理論上講，這個精度越高，齒輪的嚙合精度越高，齒輪運行越平穩，齒輪壽命越長。因此一般小型高速齒輪箱可控制在±0.05mm，較大的齒輪箱可控制在±0.1mm。對球磨機這類大型圓柱齒輪，由于沒有齒輪箱，其中心距的精度只能靠安裝來控制。這類齒輪的中心距大都達2000mm以上，且無法直接測量。一些鉗工教材提供的控制中心距的方法是控制齒側間隙法，即當主動齒輪中的一個齒處和被動齒上一個齒處于嚙合狀態時，測量該主動齒與該被動齒相鄰齒之間的間隙，使其在規定范圍。這種經驗方法對中心距相對較小的齒輪嚙合是基本可行的，但對2736球磨機這類大型齒輪就存在問題，具體在以下幾個方面：

（1）只有當主從動齒輪均是新件，按此測量齒側隙才有意義；

（2）由于這種大型齒輪的重量都達數噸以上，人力不可能盤動，齒輪的接觸狀況難以確定，因此往往測得的側隙并非真正的值；

（3）這種經驗方法有一定隨意性，不同的教材提供的數據不盡相同，往往使人難以適從。

因此采用這種方法調整中心距的精度是非常低的。由于中心距負偏差超差會出現齒輪咬死的現象，故在實踐中中心距負偏差超差的現象是不會出現的，所有出現的超差情況均是正偏差超差。從公司的實際來看，大部分正偏超差在2mm以上，極端的情況發現部分球磨機中心距的正偏差達10mm。

（二）調整措施

為了解決中心距偏差超差的問題，通過多年的實踐，摸索出一個行之有效的中心距調整方法，具體內容如下：

（1）核對圖紙并重新測量主動齒輪、從動齒輪的齒頂圓直徑、齒厚、齒高，記錄其公差，從而推算出齒根圓的直徑；

（2）查找設備的標準中心距，根據中心距及核對后主、從動齒輪的齒頂圓、齒根圓的值可以計算出主、動從齒輪齒頂至齒根之間的理論最小間隙；

（3）在從動輪的齒根塞入鉛條，用設備盤動齒輪，使鉛條受齒輪擠壓變形；

（4）測量鉛條擠壓變形后的高度，對照計算出的齒輪間的理論最小間隙，根據三角函數關系計算出需移動被動齒輪的量，根據該數據移動從動齒輪；

（5）按以上方法再次塞入鉛條擠壓并檢驗鉛條高度和理論最小間隙的差是否在0.2-0.4mm之內，如果超過，可再次調整，直至合格。

（三）調整效果

由于所有數據均為直接測量，受人為因素影響小，即使考慮累積誤差，其精度可保證在±0.3mm以內，大大高于齒側間隙法。

1000噸選3#球磨機為1998年安裝投入使用的，使用中由于齒輪傳動中心距調整方法不當，正偏差嚴重超差。經測振儀測量，運行時振動加速度超標達8倍。至2006年，原預計可使用20年左右的大齒輪僅8年就已無法使用。小齒輪的壽命也平均不到5個月。

2013年7月，采用了本方法對該磨機進行了檢測，發現原來安裝時中心距的正偏差達7mm。在更換新的大小齒輪時，通過調整筒體消除了7mm的正偏差。經過磨合期后，經測振儀測量，運行時加速度超標僅3倍，小齒輪壽命達到了12個月以上，較調整前延長了2倍多。

二、經濟效益分析

在按新方法調整前，每臺磨機每年要消耗小齒輪2個，大齒輪0.125個，而調整后，每臺球磨機每年僅需消耗小齒輪1個，大齒輪0.75個，每年可節約小齒輪0.5個，價值約0.8萬元，節約大齒輪0.05個，價值約0.8萬元。合計節約備件費用1.6萬元。調整后效率提高1%，每年可節約電費約2萬元。一年累計節約費用為3.6萬元。

三、結束語

公司共有球磨機20余臺，除2000噸新裝的外，大部分磨機均存在嚴重的中心距正偏差超差，導致的危害和造成的損失都是相當嚴重的，采用本方法可以有效解決這一問題。但本方法的一個問題是過程較復雜，且需進行計算，一般鉗工難以掌握。要求進行指導的技術人員必須對本方法的原理充分理解，并以認真負責的態度取得相關數據，才能指導工人進行正確操作。

參考文獻：

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[作者簡介]李姍（1983.10-），女，湖南郴州人，講師，研究方向：電子線路設計、自動控制。