半自磨機振動監測與故障診斷

楊叢軍

(云南金鼎鋅業有限公司,云南 怒江傈僳族自治州 671400)

在礦物加工領域中，純自磨的已經越來越少，逐步被半自磨所取代，如今半自磨已經成為了礦自磨的主流選擇。半自磨機在長時間運行之后，如果沒有進行良好的維護保養，可能會出現振動問題，對其正常工作造成不利的影響，因此需要對振動問題進行檢測，確定故障的情況，然后采取針對性的措施排除故障，保證半自磨機的正常運行，保證生產的效率。本文以某選礦廠的半自磨機故障問題為例，對半自磨機振動監測與故障診斷進行了分析。

1 半自磨機簡介

在結構上，半自磨機和自磨機區別不大，半自磨機的徑長比一般都大于3，是一種短筒型的磨礦機，其原理是應用部分鋼球來代替部分礦物，作為磨礦介質來進行礦物的研磨，其運行特點是低速、重載并且連續運轉。半自磨機的筒體是由低轉速同步電機來帶動的，電機通過空氣離合器和1對開式齒輪來帶動其進行轉動，然后筒體內部提前預裝的鋼球，以及實時輸送進筒體內部的礦石也會一起跟隨筒體一起進行旋轉。

2 半自磨機振動檢測

振動檢測是一種檢測手段，常用于各種機械設備的檢測工作中，能夠對設備的基礎狀態進行有效的檢測，這種檢測手段經過實踐的檢驗，被認為是一種有效的設狀態檢測手段，因此應用越來越廣泛。振動檢測技術的應用，對于機械設備的穩定運行、維修策略的選擇等都有重要的作用，還能夠降低設備的運營維護成本。

（1）振動監測位置布置。對該半自磨機進行振動檢測的第一步是確定測點位置，圖1中所示的是其測點布置的示意圖，主要對電機自由端和驅動端、小齒自由端和驅動端以及進料和出料端主軸承進行振動檢測，在每一處測點都進行垂直方向、水平方向和軸向三個方向的振動檢測。

圖1 半自磨機振動測點布置示意圖

（2）檢測結果。按照上述的測點布置，對該半自磨機進行了振動跟蹤檢測，具體的檢測結果如表1中所示：

表1 振動檢測結果

相關振動標準將振動按照振動速度分為A、B、C、D四個等級，分別代表優良、良好、報警和危險，具體的數值如表2所示：

表2

根據表1中的測量結果以及表2中的振動等級，可以看出處于報警和危險等級的測量點如下：①報警（C區域）：小齒輪自由端水平、垂直振動；小齒輪驅動端垂直振動；電機驅動端水平、垂直振動；電機自由端軸向振動，需要對其進行重點關注。②危險（D區域）：小齒輪自由端軸向振動；小齒輪驅動端軸向振動；電機驅動端軸向振動，具有較大的危險性，如果不對其進行及時的處理，很可能會造成事故。

（3）解決方案。①振動源電機驅動端軸向。此處的振動速度最大，屬于危險等級，說明電機轉子軸和小齒輪軸存在不同心的問題。但是從該半自磨機水平方向的振動滿足相關標準可以看出，上述原因并不是造成這一問題的唯一原因，還有其它因素影響。通過分析認為，導致這一問題的因素可能是氣動離合器軸向鎖緊裝置長，由于這一因素造成了電子轉子和磁力中心線之間存在偏差，而這一因素造成電機驅動端在磁力的作用下，出現了單純的軸向振動。解決方案：在對半自磨機進行檢修時將鎖緊裝置拆除；將電機的轉子軸和小齒輪軸的同心度調整到正常范圍，使電機空轉，直至其保持穩定；對電機轉子軸、小齒輪的軸向間距進行檢測，并對其進行精確的調整，使其處于恢復正常。②小齒輪自由端水平、垂直和軸向振動都很強烈。通過對小齒輪自由端的振動異常情況進行的分析可知，導致其在三個方向上都有強烈振動的原因是其軸承出現了嚴重的磨損，導致油隙過大，解決這一問題的方式是對軸承進行及時的更換。③小齒輪驅動端垂直、軸向振動超標嚴重。通過對這兩個方向的振動頻譜進行分析，發現這兩個方向的頻譜都在嚙合頻率的位置出現了震動峰值，根據這一情況，認為導致這一現象出現的原因很可能是電機驅動端軸向的強烈振動。④在進行振動檢測的過程中，發現生產現場電機地板存在強烈的震感，大約每5s會出現一次。考慮到半自磨機的實際轉速，認為導致這一問題的現象可能是一側大齒輪連接螺栓出現了松動的問題，應停機，對實際情況進行檢查，及時的修復。

（4）停機檢查檢修。根據振動檢測的結果，對半自磨機進行停機檢修，發現該設備確實存在上述問題，然后按照上述解決方案進行維修。

（5）實施效果。在完成停機檢修工作之后，重新運行設備，并且再次對該設備進行振動檢測，結果顯示上述各部位的振動速度都有顯著的降低，各部位各方向上的振動速度都達到了B級標準（良好），設備運轉良好，振動頻譜中的故障也沒有出現，半自磨機在運行過程中各部位都沒有出現聲音異常。通過上述結果可以判斷，振動檢測的結果準確，問題原因分析正確，解決方案合理，使半自磨機恢復了正常的運行狀態，避免了非計劃停機檢修的出現，極大的降低了設備出現故障的可能性，有效的保證了生產活動的正常進行。

3 結語

某選礦廠的半自磨機傳動部位出現了振動異常，通過電機自由端和驅動端、小齒自由端和驅動端以及進料和出料端主軸承等部分進行垂直方向、水平方向和軸向三個方向的振動檢測，確定了振動速度和振動頻譜異常的部件，以及其振動的方向，小齒輪自由端水平、垂直振動；小齒輪驅動端垂直振動；電機驅動端水平、垂直振動；電機自由側軸向振動屬于報警級別。小齒輪自由端軸向振動；小齒輪驅動端軸向振動；電機驅動端軸向振動，屬于危險界別，并確定了振動源為電機驅動端。通過半自磨機振動異常的檢測和維修實例，確定振動檢測技術對于解決設備故障問題有良好的效果，為今后解決這類問題提供了借鑒。