煤粉碎機(jī)振動(dòng)故障識(shí)別及診斷研究

劉賓宇

(山西焦煤集團(tuán)五麟煤焦開發(fā)有限責(zé)任公司，山西汾陽032200)

0 引言

煤粉碎機(jī)是煤炭生產(chǎn)線上的常用設(shè)備，是基于煤炭顆粒生產(chǎn)的基礎(chǔ)性工具。但是由于技術(shù)因素的限制以及不恰當(dāng)?shù)牟僮鞣绞?，煤粉碎機(jī)使用中經(jīng)常出現(xiàn)諸多故障，其中，振動(dòng)故障是極為多見的故障之一。這些故障的出現(xiàn)不僅會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成不良的影響，而且還會(huì)增加原料和電力等資源的消耗，甚至?xí)苯佑绊懮a(chǎn)效率的提高。由此可見，加強(qiáng)對(duì)煤粉碎機(jī)故障的識(shí)別和診斷，對(duì)日常生產(chǎn)活動(dòng)的順利開展有著尤為重大的意義。

1 煤粉碎機(jī)的工作原理

煤粉碎機(jī)又稱碎煤機(jī)，是煤炭生產(chǎn)和煤產(chǎn)品加工中不可或缺的設(shè)備。當(dāng)前生產(chǎn)所使用的煤粉碎機(jī)一般是經(jīng)過改造的新型設(shè)備，可以說是在單動(dòng)力和有篩底裝置的傳統(tǒng)老式煤粉碎機(jī)基礎(chǔ)上加以改造、創(chuàng)新得到的。新型的煤粉碎機(jī)設(shè)備依靠雙動(dòng)力和無篩底裝置受到了廣大廠家的廣泛好評(píng)，與此同時(shí)，新型煤粉碎機(jī)大幅度提高了生產(chǎn)效率，顯著增大了出料率，并且節(jié)省了生產(chǎn)成本和時(shí)間，更重要的是粉碎生成的原料更加均勻，更加能夠滿足生產(chǎn)的迫切需要。

煤粉碎機(jī)主要是由液壓電動(dòng)油泵生成動(dòng)力源，電動(dòng)油泵的使用增加了機(jī)器啟動(dòng)的自由控制性及安全系數(shù)，也可以提供更加充足的動(dòng)力源。煤粉碎機(jī)具體是通過串聯(lián)的雙轉(zhuǎn)子進(jìn)行摩擦和粉碎，工作人員則將物料經(jīng)輸送機(jī)填入粉碎機(jī)的入料口后，雙轉(zhuǎn)子中的上級(jí)轉(zhuǎn)子便將物料予以初步粉碎，然后送入下轉(zhuǎn)子的錘頭中進(jìn)行再次粉碎，經(jīng)過這兩套轉(zhuǎn)子的粉碎工作，物料就變成＜3 mm的顆粒，最終從卸料口輸出，隨后進(jìn)行下一道工序。

在煤粉碎機(jī)的整個(gè)工序中，錘片是煤粉碎機(jī)的主要機(jī)械部件，物料只有經(jīng)過高速撞擊和切磨才能變成合格的顆粒。軸承也是煤粉碎機(jī)的重要零部件，軸承的穩(wěn)固性、靈活性影響著煤粉碎機(jī)的工作效率，而這兩個(gè)重要部件同樣也是煤粉碎機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障的部位。在常見的振動(dòng)故障中，針對(duì)振動(dòng)本身進(jìn)行分析是故障診斷和排除的主要方式。特別是在大型機(jī)組中，由于機(jī)械構(gòu)造相對(duì)較強(qiáng)的復(fù)雜性，因而難以準(zhǔn)確判斷故障的來源，如果能夠根據(jù)機(jī)械的頻譜圖加以分析，就能判斷與排除故障發(fā)生的原因，從而采取相應(yīng)的維修措施。

2 煤粉碎機(jī)振動(dòng)故障診斷及解決方案

2．1 平衡量不穩(wěn)定導(dǎo)致振動(dòng)故障

此類故障在頻譜圖數(shù)據(jù)上表現(xiàn)的特征主要有:①啟動(dòng)和增大轉(zhuǎn)速時(shí)，振動(dòng)的徑向值增大，基頻處有較為穩(wěn)定的高峰，其他倍頻的振幅小，振動(dòng)隨著機(jī)械的轉(zhuǎn)速值發(fā)生變動(dòng)。②粉碎機(jī)體上的振動(dòng)最明顯，聯(lián)軸節(jié)一側(cè)振動(dòng)值偏大，軸向振動(dòng)較小。③初步可排除軸向不對(duì)稱，基礎(chǔ)連接不牢固等故障。

徑向振動(dòng)幅度大是平衡量不穩(wěn)定的最主要特征，當(dāng)振動(dòng)變化未超過允許值范圍時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并且實(shí)施平衡調(diào)試。

2．2 軸承故障引發(fā)振動(dòng)故障

當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)相對(duì)較大的幅振動(dòng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)安排振幅、速度值的測(cè)量，通過數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)行障礙的排除。如果出現(xiàn)加速值和烈度值增大而位移值并未大幅變動(dòng)的情況，亦或是出現(xiàn)徑向同頻振動(dòng)、振動(dòng)幅度不穩(wěn)定、負(fù)荷變動(dòng)等，則可以大致確定是軸承方面的問題，亦或是軸承發(fā)生缺油、損壞、摻入雜質(zhì)等問題。一但軸承出現(xiàn)問題，往往會(huì)導(dǎo)致高速運(yùn)轉(zhuǎn)的主軸出現(xiàn)竄動(dòng)，進(jìn)而使機(jī)身產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。如果出現(xiàn)上述情形，應(yīng)當(dāng)專門對(duì)軸承予以全方位維修。

2．3 聯(lián)軸節(jié)發(fā)生故障導(dǎo)致振動(dòng)故障

聯(lián)軸節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)表現(xiàn)出以下特征:①振動(dòng)幅度隨著負(fù)荷值增大而增大。②聯(lián)軸節(jié)兩端振動(dòng)最大;軸向、徑向振動(dòng)劇烈，并且垂直振動(dòng)值大于水平振動(dòng)值。③基頻、兩倍頻率和多頻等振動(dòng)頻率同時(shí)存在。④兩軸中心向垂直方向發(fā)生較大幅度偏移。⑤聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸承的負(fù)荷增大，油膜壓力隨著軸承的變化而改變，部分軸承的負(fù)荷減少，油膜失穩(wěn)。⑥高位置軸承支承壓力增大，低位置軸承不能分散承壓，振幅增大。⑦原始不對(duì)稱的方向就是振幅增大的方向。針對(duì)此種情況，最為關(guān)鍵的是停止機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)聯(lián)軸節(jié)進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)聯(lián)軸節(jié)加以校正，經(jīng)測(cè)試合格后才能繼續(xù)開展工作。

2．4 錘片故障導(dǎo)致振動(dòng)故障

錘片是煤粉碎機(jī)最關(guān)鍵的部件，對(duì)煤炭顆粒的質(zhì)量有著突出影響。當(dāng)錘片出現(xiàn)以下問題時(shí)，煤粉碎機(jī)較易產(chǎn)生振動(dòng)故障:①錘片經(jīng)常處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，容易發(fā)生嚴(yán)重磨損，這樣會(huì)造成錘片的重量不均衡，進(jìn)而導(dǎo)致主軸不平衡現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致因料層過厚而難以出料的情況。②某些錘片安裝不合格，過緊亦或是過松，導(dǎo)致錘片在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，過緊的不易甩開，而過松的則容易碰撞到機(jī)身。當(dāng)錘片出現(xiàn)磨損時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)每組錘片進(jìn)行測(cè)量，保證錘片重量相差不超過5 g，并對(duì)不合格錘片及時(shí)予以更換。當(dāng)出現(xiàn)錘片安裝不合格問題時(shí)，要及時(shí)檢修及調(diào)整，以便于充分保證主軸的平衡性。

2．5 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)故障導(dǎo)致機(jī)身振動(dòng)

電動(dòng)機(jī)是煤粉碎機(jī)的動(dòng)力源，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，供電電壓不穩(wěn)定或粉碎機(jī)機(jī)身內(nèi)部物料清除不干凈等問題都會(huì)導(dǎo)致粉碎機(jī)振動(dòng)。①煤粉碎機(jī)的用電量很大，電壓不穩(wěn)定時(shí)，啟動(dòng)煤粉碎機(jī)會(huì)產(chǎn)生低沉的轟鳴聲，嚴(yán)重的情況下會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀。②在正常情況下，物料粉碎后會(huì)直接通過卸料口將物料排掉，但是當(dāng)出現(xiàn)突然斷電或輸送器故障時(shí)，粉碎室內(nèi)無法及時(shí)清理干凈，電動(dòng)機(jī)由此便會(huì)發(fā)生啟動(dòng)困難問題，如果強(qiáng)制啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。③當(dāng)軸承安裝過緊時(shí)，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)困難，進(jìn)而造成啟動(dòng)時(shí)負(fù)荷增高，甚至致使軸承燒毀。出現(xiàn)上述情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況適當(dāng)采取措施，從根本上排除故障。例如，電壓過低時(shí)，應(yīng)當(dāng)換用較大的補(bǔ)償器，或?qū)—△的啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)。當(dāng)粉碎室內(nèi)的物料無法自動(dòng)排空時(shí)，應(yīng)當(dāng)停機(jī)將物料手動(dòng)掏空后再重新啟動(dòng)。

2．6 電流波動(dòng)導(dǎo)致振動(dòng)故障

電流波動(dòng)通常是由電力外的其他原因所導(dǎo)致，一般出現(xiàn)的情況主要涉及以下幾方面:①粉碎機(jī)喂料過多，導(dǎo)致電機(jī)負(fù)荷增加，電流出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接燒毀電機(jī)。②物料放進(jìn)方向同錘片旋轉(zhuǎn)方向相同，物料在粉碎室內(nèi)時(shí)間過長(zhǎng)，引起電流波動(dòng)，嚴(yán)重浪費(fèi)機(jī)械能。③倒料不適時(shí)，物料的倒料板無法將放入的物料隔成兩部分，這樣會(huì)使物料進(jìn)入方向與錘片轉(zhuǎn)動(dòng)方向不一致，也會(huì)引發(fā)電流不穩(wěn)定。④煤粉碎機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)在粉碎室內(nèi)形成負(fù)壓，篩面的負(fù)壓減小，這時(shí)可能使物料倒噴，導(dǎo)致電流產(chǎn)生巨大波動(dòng)。因此，當(dāng)檢測(cè)表出現(xiàn)電流的劇烈波動(dòng)后，應(yīng)當(dāng)注意保持喂料的適量、適時(shí)，使物料能夠在倒料板一側(cè)均勻倒出。同時(shí)也要注意定時(shí)檢查倒料板的位置以及負(fù)壓系統(tǒng)，以保證電流的基本穩(wěn)定。

2．7 篩片不合格造成的振動(dòng)障礙

篩片的制作規(guī)格和安裝流程均有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，篩片的安裝不合格，下料時(shí)的重力會(huì)使長(zhǎng)方形變成平行四邊形，篩片由此會(huì)出現(xiàn)縫隙，導(dǎo)致漏料發(fā)生。當(dāng)進(jìn)行不同規(guī)格的篩片更換時(shí)，篩片的厚度不同，對(duì)彈簧的張力需求也不盡相同，無法及時(shí)調(diào)整彈簧也容易產(chǎn)生篩片漏料，致使機(jī)身不穩(wěn)。針對(duì)上述情形的出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)切實(shí)根據(jù)顆粒的要求對(duì)篩片予以更換和安裝，及時(shí)檢查篩片的空隙，以便于防止漏料情況的出現(xiàn)，最大限度地減少機(jī)身振動(dòng)。

2．8 其他日常維護(hù)不到位導(dǎo)致振動(dòng)產(chǎn)生

日常的維護(hù)工作對(duì)機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要，機(jī)械體松動(dòng)，機(jī)械基礎(chǔ)不牢固，軸不對(duì)稱，主軸彎曲，底腳螺栓松動(dòng)等情況都會(huì)對(duì)煤粉碎機(jī)造成無法忽視的損害，造成機(jī)身發(fā)生振動(dòng)。這些問題操作工人或維修人員務(wù)必要及時(shí)檢查報(bào)告，采取適當(dāng)措施，按照標(biāo)準(zhǔn)維修和更換。

3 結(jié)語

針對(duì)煤粉碎機(jī)的振動(dòng)故障，應(yīng)當(dāng)經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，及時(shí)匯總測(cè)量數(shù)據(jù)，并且深入分析問題產(chǎn)生的根源，按照測(cè)量數(shù)據(jù)依次排除，針對(duì)問題所在進(jìn)行檢修更換，從而提高煤粉碎機(jī)的使用壽命及生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

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