煤粉碎机振动故障识别及诊断研究

2014-04-17刘宾宇

技术与市场 2014年6期

刘宾宇

(山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司，山西汾阳032200)

0 引言

煤粉碎机是煤炭生产线上的常用设备，是基于煤炭颗粒生产的基础性工具。但是由于技术因素的限制以及不恰当的操作方式，煤粉碎机使用中经常出现诸多故障，其中，振动故障是极为多见的故障之一。这些故障的出现不仅会对产品质量造成不良的影响，而且还会增加原料和电力等资源的消耗，甚至会直接影响生产效率的提高。由此可见，加强对煤粉碎机故障的识别和诊断，对日常生产活动的顺利开展有着尤为重大的意义。

1 煤粉碎机的工作原理

煤粉碎机又称碎煤机，是煤炭生产和煤产品加工中不可或缺的设备。当前生产所使用的煤粉碎机一般是经过改造的新型设备，可以说是在单动力和有筛底装置的传统老式煤粉碎机基础上加以改造、创新得到的。新型的煤粉碎机设备依靠双动力和无筛底装置受到了广大厂家的广泛好评，与此同时，新型煤粉碎机大幅度提高了生产效率，显著增大了出料率，并且节省了生产成本和时间，更重要的是粉碎生成的原料更加均匀，更加能够满足生产的迫切需要。

煤粉碎机主要是由液压电动油泵生成动力源，电动油泵的使用增加了机器启动的自由控制性及安全系数，也可以提供更加充足的动力源。煤粉碎机具体是通过串联的双转子进行摩擦和粉碎，工作人员则将物料经输送机填入粉碎机的入料口后，双转子中的上级转子便将物料予以初步粉碎，然后送入下转子的锤头中进行再次粉碎，经过这两套转子的粉碎工作，物料就变成＜3 mm的颗粒，最终从卸料口输出，随后进行下一道工序。

在煤粉碎机的整个工序中，锤片是煤粉碎机的主要机械部件，物料只有经过高速撞击和切磨才能变成合格的颗粒。轴承也是煤粉碎机的重要零部件，轴承的稳固性、灵活性影响着煤粉碎机的工作效率，而这两个重要部件同样也是煤粉碎机经常出现故障的部位。在常见的振动故障中，针对振动本身进行分析是故障诊断和排除的主要方式。特别是在大型机组中，由于机械构造相对较强的复杂性，因而难以准确判断故障的来源，如果能够根据机械的频谱图加以分析，就能判断与排除故障发生的原因，从而采取相应的维修措施。

2 煤粉碎机振动故障诊断及解决方案

2．1 平衡量不稳定导致振动故障

此类故障在频谱图数据上表现的特征主要有:①启动和增大转速时，振动的径向值增大，基频处有较为稳定的高峰，其他倍频的振幅小，振动随着机械的转速值发生变动。②粉碎机体上的振动最明显，联轴节一侧振动值偏大，轴向振动较小。③初步可排除轴向不对称，基础连接不牢固等故障。

径向振动幅度大是平衡量不稳定的最主要特征，当振动变化未超过允许值范围时，应当及时进行测量，并且实施平衡调试。

2．2 轴承故障引发振动故障

当机体出现相对较大的幅振动时，应及时安排振幅、速度值的测量，通过数据对比进行障碍的排除。如果出现加速值和烈度值增大而位移值并未大幅变动的情况，亦或是出现径向同频振动、振动幅度不稳定、负荷变动等，则可以大致确定是轴承方面的问题，亦或是轴承发生缺油、损坏、掺入杂质等问题。一但轴承出现问题，往往会导致高速运转的主轴出现窜动，进而使机身产生剧烈振动。如果出现上述情形，应当专门对轴承予以全方位维修。

2．3 联轴节发生故障导致振动故障

联轴节出现故障时会表现出以下特征:①振动幅度随着负荷值增大而增大。②联轴节两端振动最大;轴向、径向振动剧烈，并且垂直振动值大于水平振动值。③基频、两倍频率和多频等振动频率同时存在。④两轴中心向垂直方向发生较大幅度偏移。⑤联轴节两侧轴承的负荷增大，油膜压力随着轴承的变化而改变，部分轴承的负荷减少，油膜失稳。⑥高位置轴承支承压力增大，低位置轴承不能分散承压，振幅增大。⑦原始不对称的方向就是振幅增大的方向。针对此种情况，最为关键的是停止机器运转，对联轴节进行测量，并对联轴节加以校正，经测试合格后才能继续开展工作。

2．4 锤片故障导致振动故障

锤片是煤粉碎机最关键的部件，对煤炭颗粒的质量有着突出影响。当锤片出现以下问题时，煤粉碎机较易产生振动故障:①锤片经常处于高速运转中，容易发生严重磨损，这样会造成锤片的重量不均衡，进而导致主轴不平衡现象，同时也会导致因料层过厚而难以出料的情况。②某些锤片安装不合格，过紧亦或是过松，导致锤片在高速运转时转动不灵活，过紧的不易甩开，而过松的则容易碰撞到机身。当锤片出现磨损时，应当对每组锤片进行测量，保证锤片重量相差不超过5 g，并对不合格锤片及时予以更换。当出现锤片安装不合格问题时，要及时检修及调整，以便于充分保证主轴的平衡性。

2．5 电动机启动故障导致机身振动

电动机是煤粉碎机的动力源，电动机启动时，供电电压不稳定或粉碎机机身内部物料清除不干净等问题都会导致粉碎机振动。①煤粉碎机的用电量很大，电压不稳定时，启动煤粉碎机会产生低沉的轰鸣声，严重的情况下会导致电动机烧毁。②在正常情况下，物料粉碎后会直接通过卸料口将物料排掉，但是当出现突然断电或输送器故障时，粉碎室内无法及时清理干净，电动机由此便会发生启动困难问题，如果强制启动会导致电机烧毁。③当轴承安装过紧时，主轴转动困难，进而造成启动时负荷增高，甚至致使轴承烧毁。出现上述情况时，应当根据具体情况适当采取措施，从根本上排除故障。例如，电压过低时，应当换用较大的补偿器，或将Y—△的启动时间延长。当粉碎室内的物料无法自动排空时，应当停机将物料手动掏空后再重新启动。

2．6 电流波动导致振动故障

电流波动通常是由电力外的其他原因所导致，一般出现的情况主要涉及以下几方面:①粉碎机喂料过多，导致电机负荷增加，电流出现不稳定状况，严重时会直接烧毁电机。②物料放进方向同锤片旋转方向相同，物料在粉碎室内时间过长，引起电流波动，严重浪费机械能。③倒料不适时，物料的倒料板无法将放入的物料隔成两部分，这样会使物料进入方向与锤片转动方向不一致，也会引发电流不稳定。④煤粉碎机高速运转，会在粉碎室内形成负压，筛面的负压减小，这时可能使物料倒喷，导致电流产生巨大波动。因此，当检测表出现电流的剧烈波动后，应当注意保持喂料的适量、适时，使物料能够在倒料板一侧均匀倒出。同时也要注意定时检查倒料板的位置以及负压系统，以保证电流的基本稳定。

2．7 筛片不合格造成的振动障碍

筛片的制作规格和安装流程均有严格的标准，筛片的安装不合格，下料时的重力会使长方形变成平行四边形，筛片由此会出现缝隙，导致漏料发生。当进行不同规格的筛片更换时，筛片的厚度不同，对弹簧的张力需求也不尽相同，无法及时调整弹簧也容易产生筛片漏料，致使机身不稳。针对上述情形的出现，应当切实根据颗粒的要求对筛片予以更换和安装，及时检查筛片的空隙，以便于防止漏料情况的出现，最大限度地减少机身振动。