球磨机振动的分析和解决办法

赵立为

摘 要：现代工业生产、选矿等工作中，球磨机得到了广泛应用，针对其振动故障进行分析和解决十分必要。基于此，本文以球磨机振动原因作为切入点，予以简述，再以此为基础，给出球磨机振动的分析方法、解决方法，论述停机分析、运行分析、智能分析以及确定参数、规范安装、周期检修等内容。最后结合球磨机振动处理实例，对上述理论进行论证，为后续球磨机的高效工作提供参考和帮助。

关键词：球磨机;运行分析;规范安装;周期检修

中图分类号：TD453 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）07-0051-02

0 前言

球磨机（Ball mill）是一种常用于工业生产的设备，一般用于初步粉碎物料的再加工。在实际工作中，多种原因可导致球磨机故障和效率下降问题，典型表现之一是球磨机的异常振动。我国各地工业生产规模大、选矿工作也需要球磨机提供支持，这要求进一步了解球磨机的振动原因，探讨振动的分析和解决方法。

1 球磨机振动原因

1.1 参数问题

球磨机振动的主要原因之一是参数不当，包括设定的工作参数，也包括工件的參数。一般球磨机在进行工作时，无法同步进行大量材料的破碎和研磨，如果同时将大量材料置入球磨机中，可能导致异常振动问题。该问题在一些中小型球磨机以及格子型球磨机中较为多见。工件参数异常导致的振动问题可见于任何类型球磨机中。如球磨机中的齿轮，会在持续的工作中出现偏移问题，也可能在工作负载的影响下出现一些不可逆性形变、弯曲。替换工件后可能导致大小齿轮啮合度不佳或者出现小幅轴线偏移，不进行调整处理，轴线偏移问题也会持续存在，导致球磨机出现工作振动问题[1]。

1.2 安装问题

因安装问题导致的球磨机振动，主要体现在减速机安装、基台设置以及连接部位处理等方面。减速机是球磨机工作的关键设备之一，安装位置不当，可导致减速机工作振动、进而影响球磨机，造成设备的整体振动。基台设置上，要求其大于球磨机底座1.2倍左右，且采用钢筋混凝土等坚固性、抗压强度较为理想的材质。基台表面不平整、基台过小或材料强度不足，均可能导致振动问题[2]。连接部位处理不当导致的振动问题最为多见，球磨机一般由多个结构连接而成，以螺栓或者焊机方式使其称为一个整体。紧固不牢、焊接位置不当也会造成振动。

1.3 老化问题

球磨机的老化问题，并非导致设备振动的独立性因素，本质上看，工件松动导致紧固性下降、齿轮老化导致的啮合度下降、轴线偏移问题等，均属于老化问题，也均有可能导致振动。研究人员在分析中发现，球磨机投入使用超过6个月，即有可能导致老化振动问题。此外，老化问题导致的振动还体现在处理能力上，无法在短时间内完成高效的破碎作业，也会增加设备出现振动的可能，尤其是中小型球磨机，应就老化振动问题做好准备和处理[3]。

2 球磨机振动的分析和解决方法

2.1 分析方法

2.1.1 停机分析

球磨机出现振动情况后，可首先进行停机分析。要求切断球磨机的工作电源，静置10-20min，之后针对可能出现振动问题的重点区域进行逐一分析。首先进行各连接部位的检查，包括螺栓的紧固程度、焊接部位是是否出现松动和孔隙。如无异常，应做齿轮啮合程度的检查，去除部分外覆物，缓缓拨动大齿轮，观察小齿轮的啮合情况，在润滑良好的情况下，小齿轮可随小齿轮快速转动，且转动流畅，出现转动生涩感，则表明啮合度下降。未捕捉到啮合问题，可对齿轮外观进行查看，借助设备分析是否出现轴线偏移和形变[4]。

2.1.2 运行分析

部分球磨机在工作过程中出现小幅振动，无需进行停机分析。可直接对外观各处以及作业参数进行振动检查。小幅振动的情况下，应就基台位置、减速箱位置以及工作参数进行分析，球磨机可能在持续工作后出现小幅位置，进而导致振动，根据其安装参数了解是否存在位移态势。无异常，对工作物内容进行评估，了解是否将大量待处理物、不同规格的待处理物同时置入球磨机中。仍无异常可了解外观连接部位是否连接稳固，无法解决问题，再行停机分析。

2.1.3 智能分析

智能分析是目前球磨机发展的一个重要趋势，强调将智能技术应用于问题分析作业中，该方式的基本原理，是了解球磨机正常工作状态下的各类参数，以标准化参数为基础，建立智能分析模型，输入计算机中实现记忆，再将计算机通过传感器和有线设备与球磨机连接为一个整体，当球磨机因各类因素导致振动时，传感器发现异常信息，将其传输给计算机，由计算机根据智能分析模拟评析问题所在，做出诊断和问题分析。智能分析是目前最具效率的振动问题分析方式，但对样本数量、数据精度存在较高要求。

2.2 解决方法

2.2.1 参数处理法

核准问题所在后，如因齿轮啮合问题、工作物问题导致振动，要求调整上述参数。对工作物进行必要的设备外破碎，使其规格接近一致，或均达到较小的水平。齿轮啮合文问题的处理，原则为先处理小齿轮，非必要情况下不必拆卸处理大齿轮。借助设备将啮合不佳或出现形变、轴线偏移的小齿轮拆除，计算标准位置/更换小齿轮。结合设备理想工作参数，使小齿轮的安装位置偏差不大于0.1mm。部分齿轮的侧隙位置出现偏差，导致接触面位置偏移，在工作中与周边构件无法完全接触，可导致偏移和形变，处理上要求首先了解合理的侧隙位置，之后调整或更换小齿轮[5]。

2.2.2 规范安装

确定因减速箱位置不挡、基台位置不挡或者紧固不当导致振动问题，应重新着手安装。混凝土基台应大与球磨机1.2倍以上。将减速箱放置于底部，直接与混凝土基台接触。如安装地点存在坡度，要求处理坡度后安装。对于重量较小或工作压力较大的球磨机，可应用整体式底座进行加固，底座材料应为强度较大的钢合金，必要是对底座进行加宽，使其达到与基台相同的宽度。连接地面的螺栓数目，不能低于8个。对于长度较长的球磨机，应在两侧位置额外进行对地螺栓固定，每侧额外增加1到2个螺栓。所有螺栓也应用钢筋金材质，保证紧固性和抗破坏、抗氧化能力。

2.3 周期检修

为避免设备出现老化破坏问题，要求建设周期检修机制。检修机制分为两个部分，一是重点检修，二是常规检修。重点检修包括齿轮检修、啮合面/接触面检修等，主要针对易导致振动的区域，检修间隔为30d。如设备工作压力较大，看改为21d进行一次检修。常规检修针对外观连接态势、工作参数设备等基本内容，要求每d工作前进行核对，每周进行问题汇总和记录，作为下一阶段控制的重点。周期检修应明确工作责任人，每次检修后生成报告和档案，做好有效管理和问责。对于一些重要构件，如小齿轮等，应以2-3个月为固定间隔进行更换。

3 实例分析

3.1 问题情况

某水泥生产企业应用球磨机进行工作，该球磨机为管式球磨机，2018年7月投入使用，术Φ3.2m×13m水泥磨机（主电机功率100kW），采用边缘传动方式，配置JDX1000单级齿轮传动减速机。2018年10月，球磨机出现振动问题，因振动幅度较小，未引起重视和处理。2018年11月，球磨机振动情况加重，厂内技术人员对球磨机进行检查，更换了紧固件，在球磨机两侧额外增加2个紧固螺栓，并降低作业压力，将加工物进行初步粉碎后置入球磨机，振动问题略有缓解。2019年12月，球磨机再次出现振动情况，厂方无法解决，遂与厂家取得联系，请求处理。

3.2 处理过程

厂方技术人员到场后，收集了该企业的处理方式记录文件，并对球磨机的外观和作业方法进行评析，发现企业处理无问题，球磨机的作业方式也无问题。技术人员对球磨机外观进行二次检查，紧固件连接态势良好，增加的紧固件也仍能保持工作。据此初步判定问题出现在球磨机内部。对球磨机进行停机分析，发现内部齿轮啮合上存在问题，两处小齿轮安装位置不当，出现0.14mm和0.22mm的偏移，在球磨机工作的工程中，偏移位置导致小齿轮无法与大齿轮完全啮合，同时与周边结构接触不当，随着工作持续进行，偏移范围逐渐增加。初期企业进行加固处理虽然一定程度上应对了振动问题，但没有解决振动原因，因此无法根本改善球磨机作业态势不理想的弊端。技术人员对小齿轮进行拆卸，并进行校对，发现偏移位置较大的小齿轮出现弯曲，无法使用、予以更换，另一个小齿轮进行位置调整。处理完毕后进行位置核定，较标准位置偏差分别为0.06mm和0.04mm，满足作业标准要求。球磨机重新投入使用后，未發生振动问题。技术人员额外建议企业做好关键部位检查，以免出现构件老化、振动问题。企业遵循并执行，之后3个月间未出现球磨机振动问题。

对该次处理进行分析，可以发现球磨机振动处理的两个基本原则，一是根据振动态势进行问题的全面分析，从外观、紧固件到安装方式均应做好性能分析。二是在处理过程中，应抓住重点问题予以分析和处理，并尝试以长效机制进行问题应对，从源头上控制球磨机的振动。

4 结语

综上，球磨机在现代工业活动中作用突出，其震动故障也需要给予有效分析和解决。目前来看，球磨机的振动原因包括参数问题、安装问题以及老化问题等，分析方法上，可停机分析，也可以运行分析或进行智能分析。为降低球磨机振动危害，则应在实际工作中确定其工作参数，规范进行安装，并通过周期检修机制及时处理问题隐患。实例分析证明了上述理论的价值，可作为经验予以参考。

参考文献

[1] 魏可峰，魏德洲，韩聪，等.基于矿石冲击破碎特性提高球磨机磨矿效率的探讨[J/OL].矿产保护与利用，2019（01）：35-38+43.

[2] 郭雷明，王文焱，谢敬佩，等.Ф6.71m湿式球磨机衬板用75Cr2MoSiMnNi钢的热处理及耐冲蚀磨损性能[J].金属热处理，2019（02）：192-197.

[3] 朱文沛，李先奎，尹方勇，等.球磨机使用陶瓷研磨体系统设备的优化与调整[J].中国水泥，2019（02）：101-104.

[4] 肖庆飞，王国强，杨芳，等.多级配锥柱体介质应用于SAB流程中的球磨机仿真及试验[J].硅酸盐通报，2019，38（01）：231-238.

[5] 邹孝胜，刘俊，曹月仙，等.基于振动信号测试分析的球磨机预防性维修研究[J].矿山机械，2018，46（02）：72-74.