Φ2.7m×3.6m球磨機同步電機轉子軸向竄動原因分析及處理對策

孟鐵柱中鋼集團錫林浩特螢石有限公司

Φ2.7m×3.6m球磨機同步電機轉子軸向竄動原因分析及處理對策

孟鐵柱
中鋼集團錫林浩特螢石有限公司

摘要：五礦礦業昌邑鄭家坡鐵礦有限公司的選礦廠球磨機與高壓同步拖動電機間的連接，為氣動離合器方式，正常運行中突然出現滑動軸承竄動幅度比較大并且燒軸瓦。為此，本文分析了高壓同步電機和被拖動球磨機間采用氣動離合器聯接時,滑動軸承型電機轉子軸向竄動產生的原因,提出了具體解決辦法與改進措施。

關鍵詞：Φ2.7m×3.6m球磨機；高壓同步電機；氣動離合器；滑動軸承竄動

1、問題的發生

五礦礦業昌邑鄭家坡鐵礦有限公司的選礦廠有溢流型球磨機和格子型球磨機各兩臺，2009年開始投入使用，其中兩臺溢流型球磨機運行良好，格子型球磨機已多次加工過傳動軸及更換軸承。2010年5月27日，2#格子球磨機同步電機伸出軸端軸瓦溫度突然上升到80℃,停車后檢查發現同步電機轉子軸向竄動12mm,造成同步電機轉子軸肩與滑動軸承止推端面摩擦掉5mm，下軸瓦嚴重燒傷，在更換了新的軸瓦后空轉電機正常，但是合上氣動離合器帶動球磨機運轉時，該電機出現嚴重竄動狀況，在起動后瞬間，轉子竄向集電環端3mm，空載時竄動甚微，磨礦時隨著負載增加，轉子逐漸向伸出軸端竄動，停止負載時轉子向集電環端竄回。其最大竄動量達到7一10mm，并撞擊前、后兩個軸承座，振動與聲響也比以往加大，無法正常生產。就此，本文仔細的研究了竄動異常可能的原因，并列出了幾種解決方法。

2、產生軸向竄動的原因及處理

2.1產生軸向竄動的原因

為了從根本上解決轉子軸向竄動，響聲異常等問題，在查閱國內外大量類似機器故障材料后，結合球磨機自身工作特點，主要分析有以下原因：

(1)由于定、轉子沖片厚度偏差，機座、電機軸、端蓋所組成軸向安裝尺寸鏈的累積誤差，使電機定、轉子鐵心軸向對稱中心線不能對齊，導致了磁力中心線發生偏移，產生軸向磁拉力，使轉子發生軸向位移。

(2)電機安裝時由于安裝精度的不準確導致了軸線水平度超差或電機的轉軸發生變形，造成實際上的磁中心偏離。這種情況造成了電機在運行時轉子重心不斷變化而產生軸向竄動。

(3)機組的聯軸器即氣動離合器閘瓦和摩擦輪轂同心度較差，使機組整體重心不在其中心點上，在重力的作用下(尤其在加速或減速時)就會產生振動和軸向竄動。氣動離合聯軸器閘瓦嚴重磨損，氣壓不足，抱閘后就會產生軸向分力，引起轉子軸向竄動。

(4)滑動軸承軸瓦間隙過大，導致了電機重載時定子與轉子之間的間隔變化大，形成了單邊磁拉力，引起軸向竄動和振動的事故。

(5)球磨機各個部位的潤滑點是否用的是說明書上指定標準的潤滑油。檢查球磨機各個部位的潤滑油是否已經變質，檢查各個潤滑點的油面高度是否達到了說明書要求的標準，如果沒有，就需要檢查潤滑管路是否發生了堵塞。球磨機軸瓦與軸的間隙是否在正常的范圍內，球磨機滾動軸承潤滑脂過多或過少，過多形成滾動體攪動潤滑脂產生熱量，并且熱量不易散出，過少潤滑不良。

(6)球磨機工作參數：磨機技術規格。筒徑2.7m，筒長3.6m，功率400kW，筒體轉速21.78r/min，最大裝球量39t，機器總重85.829t。

2.2處理措施

(1)調整磁力中心線：通過起動瞬間電機轉子發生較大軸向位移的現象，可以判定該電機存在定子、轉子磁力中心線不一致的問題，大型電機的磁力中心和機械中心通常存在不重合情況，單試電機的目的就是標定和檢驗磁力中心位置，一般在聯軸器端的軸承座上都有標識指針，電機軸上有標示線。通過單試檢驗磁力中心和機械中心的偏差方向和偏差量，有利于聯軸器對中和連接后的設備正常運行。通過冷態對中運行后，還要保證在熱態中對中，同時注意滑動軸承記機組在運行狀態時軸心線的正常偏移。滑動軸承的電機軸向串動應屬于正常，啟、停機轉子的位置是不同的，停機時應探出，啟動后，電機轉子被拉回并與磁力中心線重合。由此可見，竄動狀況有了初步的改善。可是，在重載軋制過程中，還會出現撞擊軸瓦的現象。

(2)更換氣動離合器：經過進一步觀察，電機轉子在停電瞬間向出軸端方向發生了竄動現象。打開出軸端軸瓦蓋，發現靠電機側的軸頸與軸瓦之間的軸向間隙幾乎為零，說明引起電機軸向竄動還存在著非電磁方面的因素。有可能是是由于聯軸器齒面磨損導致了齒輪咬合不良產生了軸向分力。

(3)校正同心度：在仔細檢查球磨機的時候，通過測量電機與減速機兩軸的徑向，發現兩軸的間隙已達0.9mm，遠遠超過了允許值。導致了機組的重心不在同一中心點上，當電機負載運行的時候.在重力作用下產生軸向竄動。因此，利用雜物暫時的墊高了減速箱，校正了機組的同心度。

(4)檢查潤滑油：在球磨機投入連續運轉一個月的時候要徹底清洗所有潤滑油，更換新的潤滑油，以后配合中等規模修理可以每六個月更換一次。在工作的時候需要至少每隔四個小時就要對各個潤滑點的潤滑情況和油面高度進行檢查。

3、處理后的效果

在經過上述處理措施后，進行開機試車，設備運轉情況良好。起動時轉子向集電環端竄動約3mm，帶止推滑動軸承在循環供油情況下，其瓦溫穩定在50℃左右；自潤滑情況下，其瓦溫穩定在70℃左右；不帶止推滑動軸承在循環供油情況下，其瓦溫穩定在46℃左右；自潤滑情況下，其瓦溫穩定在60℃左右；在空載及重載時基本上均無竄動，軸瓦座振動輕微，聯軸器聲響正常，停機時轉子向出軸端竄動約3mm，以上測試結果均在溫度14℃下進行，運行狀況正常。

4、結語

球磨機屬于礦山重型設備，應該制定嚴格的點檢制度，發現響聲、溫度等異常情況要及時停車檢查，除了日常的維護以外還需要定期的對重要的部件進行認真檢查，按照情況做適當處理和安排維修計劃，以免損壞附屬設備影響正常生產。球磨機滑動軸承竄動除機械和連接部的原因外，還應檢查拖動電機等。相信隨著時代的不斷進步，機械制造和電氣自動化技術的發展會更加完善，這一系列的問題會得到完善的解決方案，這一次滑動軸承竄動的處理方法可以為以后類似問題提供良好的借鑒。