大型無齒輪驅動球磨機安裝關鍵技術分析

鄭 凱

（甘肅一安建設科技集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

引言

近些年來，工業裝備發展的速度極快，不少裝備為了適應需要，已經開始了巨型化的道路，其中一個典型的設備就是選礦工作中使用到的球磨機，球磨機在這種趨勢下，逐漸向著無齒輪驅動的方向發展。

1 大型無齒輪驅動球磨機概述

以往有齒輪的驅動磨機在驅動的過程中主要依靠齒輪，但是無齒輪的驅動磨機在驅動的過程中主要依靠環形電機上的轉子，將轉子安裝在磨機筒體法蘭上，這樣，磨機整個筒體就相當于電機的轉子，可以借助筒體完成驅動，在磨機入料端的筒體外部套上定子繞組，這就是環形電機在驅動過程中不可或缺的定子部分，由此形成一個可供驅動的巨型電動機，該電動機在通電之后，磨機的筒體開始轉動，由此產生動力。這種裝備最大的優勢在于不需要齒輪等機械部件，因此在設計的過程中直接將齒輪去掉，這樣顯著提升了磨機運轉的效率，并且磨機也不會因為齒輪而受損，延長了磨機的使用壽命。以往存在齒輪的磨機在驅動的過程中存在局限，即齒輪傳遞力矩存在一定的局限。無齒輪的磨機可以更好與巨型化的趨勢契合，因此，在發展前景上無可限量[1]。

2 案例研究

在本次研究中，主要研究的案例裝備為無齒輪半自磨機筒體，其外部的尺寸為Φ12.134 m×7.925 m，該無齒輪半自磨機的筒體如圖1所示。在選礦工藝中，該無齒輪半自磨機是重中之重，磨機電機驅動的功率最高可以達到28 MW，因此，這一數值也直接將該無齒輪半自磨機推上了世界第一的寶座。在該無齒輪半自磨機的安裝過程中，需要極高的精度，每一個零件的質量都極大，并且整安裝的過程需要耗費大量的時間，綜合來看，該無齒輪半自磨機安裝需要面對較大的困難。

3 安裝遵循的主要程序

在安裝無齒輪驅動半自磨機的過程中，需要參照以下程序，首先要完成基礎的查驗工作，將基準點設立好，然后安裝軸承座底板、殼體部件、法蘭螺栓，端蓋、中空軸，當這幾個部件安裝完畢后，要預緊50%扭矩，完成筒體的安裝和筒體跳動的檢查工作，之后安裝與電機相關的部件，包括定子、定子繞組與轉子電極，此外，還要安裝其他重要的附件，最終完成無齒輪半自磨機的試運行，并檢查磨機的螺栓，安裝定子最終定位[2]。

4 安裝過程中使用到的技術方法

4.1 設立基準點

在所有的大型設備中，設立基準點是安裝過程中重要的基礎，無齒輪驅動的半自磨機也不例外，但是無齒輪驅動的半自磨機有一個顯著的特點，由于裝備本身沒有齒輪，因此，當無齒輪半自動磨機的筒體就位之后，筒體的四周以及下部定子底板的測量視角較差，為了解決這一問題，需要在周圍設立中心線標板或者標高基準點。

4.2 調整軸瓦

4.2.1 質量要求

在該無齒輪半自磨機中，進料端和出料段的底座均由多個部分組成，主要為分體式的靜壓軸瓦，因此，在安裝的過程中，必須調整這幾個靜壓軸瓦，保證軸瓦與中空軸同心。在半自磨機未處于運行狀態時，這幾個靜壓軸瓦需要與中空軸結合得嚴絲合縫，保證在軸瓦的四周，不存在任何空隙。同時，必須保證半自磨機在運行的過程中軸瓦的油壓值片與軸瓦平均壓力值的偏差[3]。

4.2.2 調整方法

在軸瓦調整的過程中，首先需要調整中空軸部件突出的軸承座，在這一過程中需要利用在安裝筒體時使用到的液壓千斤頂，保證磨機中心線與標高滿足要求。當定位完中空軸之后，需要調整進料端和出料端中間位置的軸瓦，此時需要利用到軸瓦液壓系統，等待軸瓦完全與中空軸接觸之后，中空軸將會落到進料端和出料端的軸瓦上，進而調整軸瓦的筒體中心和標高。之后，要在進料口和出料口中間位置的軸瓦上安裝壓力表，并且將臨時的液壓系統開啟，此時軸瓦的壓力值會逐漸顯現，要做好觀察，如果發現在軸瓦兩端存在壓力值不等的狀況，需要調整軸瓦的兩端，但是在調整的過程中不能觸動半自磨機的筒體中心和標高。當觀察和調整完畢后，軸瓦和油壓滿足要求，此時，按照同樣的步驟，在另外兩個軸瓦上安裝壓力表，完成軸瓦位置的調整工作，保證所有的軸承座軸瓦的油壓值符合在設計階段提出的要求和規范。當軸瓦全部調整完畢之后，需要再次將臨時的液壓系統開啟，以檢查半自磨機筒體中心線和標高位置，檢查全部軸瓦的油壓值，將觀察的記錄完整記錄下來，并關閉臨時的液壓系統，此時，使用塞尺檢查在中空軸和軸瓦之間是否存在間隙，并且將每個軸瓦高度值完整記錄下來。

4.3 檢查磨機筒體跳動

當軸瓦調整完畢之后，要擰緊螺栓，之后要檢查磨機筒體的跳動情況，這項檢查工作的目的在于確保半自動磨機在后續運行的質量，確保定子與轉子之間氣隙的穩定性。在檢查筒體跳動情況的同時，也可以檢查磨機筒體安裝的整體質量情況，這樣在后續安裝環形電機的定子繞組和轉子電極時就可以有準確的數據可以參考。檢查筒體跳動情況的方法為將百分表架設在中空軸和端蓋上，使用卷揚機轉動筒體，在筒體每轉動30°時，將百分數記錄下來，為后續的數據分析提供必要參考。

4.4 安裝定子

為了后續的安裝工作，需要將半自磨機的環形電機分為四片，其中的兩片作為上部定子，其余的兩片作為下部定子。在定子翻身作業的過程中，采用行車和汽車吊作為吊裝設備。在吊裝之前，還要完成定子的測試工作，包括定子的耐壓能力和絕緣性能，同時，還要檢查定子鐵芯固定螺栓的情況，根據檢查的情況做相應的調整。

下部的弧形定子由于定子的基礎與半自磨機的筒體之間存在狹窄的空間，因此難以直接就位，必須利用臨時滑軌完成就位。等到下部定子支座下降到滑車上之后，利用倒鏈將滑車移動到安裝的位置上，之后調整定子的中心底板和法蘭面。第二個下部定子的操作流程與前者相同，連接定位銷之后，將螺栓連接好并緊固。在吊裝上部定子的過程中，需要在半自磨機筒體之上安裝臨時的支撐，然后借助液壓千斤頂，完成微調工作。

當下部和上部的定子調整完畢后，需要將兩個位置相反的電極安裝完畢，再次利用滑車移動定子，在移動的過程中，定子必須沿著半自磨機的軸線平行移動，同時，在定子與轉子之間，必須保證有5 mm的空隙。之后，再次利用塞尺測量定子在半自磨機進料端和出料端兩側的氣隙，比較兩者的數值，在必要的情況下，需要完成修正工作，即調整定子與底板間的墊片數量。在完成一系列的工作之后，要將定子歸位，之后，完成定子繞組和轉子電極的安裝。

4.5 安裝定子繞組和轉子電極

在安裝定子繞組的過程中，接縫處的繞組需要現場完成，其與部分可以事先安裝好。安裝繞組需要經過復雜的流程，因此，在接縫處安裝時，一般需要定子繞組制造商出動技術人員，首先測試羅貝爾母線，之后纏繞絕緣膠帶，安裝母線和絕緣保護蓋，之后注射環氧樹脂，測試定子高壓電氣，總之做好一切絕緣的工作。在將轉子電極固定在半自磨機的法蘭上時，需要使用高強螺栓，在固定的過程中充分利用法蘭之間摩擦力的傳遞力矩，電極安裝的過程詳見圖2。

在定子繞組安裝的同時，可以完成轉子電極的安裝。在安裝轉子電極之前，要在百分表的幫助下，檢查半自磨機電極安裝法蘭的跳動情況，既要檢查軸向，也要檢查徑向，檢查完畢后要清潔轉子電極和半自磨機的法蘭。之后，需要利用轉子電極制造商提供的電極安裝工具，將電極中心和半自磨機法蘭電極中心線對準，并將中心線調整到與電極法蘭頂面之后，將偏心套和螺栓安裝完畢，這樣可以在最大程度上保證轉子電極在安裝時的精度，在后續安裝的過程中，需要利用卷揚機轉動磨機，以卷揚的能力為主要依據，將轉子電極安裝完畢，避免在安裝的過程中由于偏心，導致重力失衡的狀況出現。

5 結語

通過文章的分析和研究可知，在無齒輪驅動半自磨機安裝的過程中，需要注意基準點的設立、注意軸瓦的調整、注重檢查磨機筒體跳動、注重定子、定子繞組和轉子電極的安裝。只有在安裝的過程中充分注意這些關鍵技術，落實好每一個步驟，才能完成無齒輪驅動半自磨機的安裝工作。