半自磨机振动监测与故障诊断

刘殿阁

摘要：在矿物加工领域中，纯自磨的已经越来越少，逐步被半自磨所取代，如今半自磨已经成为了磨矿的主流选择。半自磨机在长时间运行之后，如果没有进行良好的维护保养，可能会出现振动问题，对其正常工作造成不利的影响，因此需要对振动问题进行检测，确定故障的情况，然后采取针对性的措施排除故障，保证半自磨机的正常运行，保证生产的效率。本文以某选矿厂的半自磨机故障问题为例，对半自磨机振动监测与故障诊断进行了分析。

关键词：半自磨机；振动；故障诊断

一、半自磨机简介

在结构上，半自磨机和自磨机区别不大，半自磨机的径长比一般都大于3，是一种短筒型的磨矿机，其原理是应用部分钢球来代替部分矿物，作为磨矿介质来进行矿物的研磨，其运行特点是低速、重载并且连续运转。半自磨机的筒体是由低转速同步电机来带动的，电机通过空气离合器和对开式齿轮来带动其进行转动，然后筒体内部提前预装的钢球，以及实时输送进筒体内部的矿石也会一起跟随筒体一起进行旋转。

二、半自磨机振动检测

振动检测是一种检测手段，常用于各种机械设备的检测工作中，能够对设备的基础状态进行有效的检测，这种检测手段经过实践的检验，被认为是一种有效的设状态检测手段，因此应用越来越广泛。振动检测技术的应用，对于机械设备的稳定运行、维修策略的选择等都有重要的作用，还能够降低设备的运营维护成本。

2.1振动监测位置布置。对该半自磨机进行振动检测的第一步是确定测点位置，图1中所示的是其测点布置的示意图，主要对电机自由端和驱动端、小齿自由端和驱动端以及进料和出料端主轴承进行振动检测，在每一处测点都进行垂直方向、水平方向和轴向三个方向的振动检测。

2.2检测结果。按照上述的测点布置，对该半自磨机进行了振动跟踪检测，具体的检测结果如表1中所示：

相关振动标准将振动按照振动速度分为A、B、C、D四个等级，分别代表优良、良好、报警和危险，具体的数值如表2所示：

根据表1中的测量结果以及表2中的振动等级，可以看出处于报警和危险等级的测量点如下：①报警（C区域）：小齿轮自由端水平、垂直振动；小齿轮驱动端垂直振动；电机驱动端水平、垂直振动；电机自由端轴向振动，需要对其进行重点关注。②危险（D区域）：小齿轮自由端轴向振动；小齿轮驱动端轴向振动；电机驱动端轴向振动，具有较大的危险性，如果不对其进行及时的处理，很可能会造成事故。

2.3解决方案。①振动源电机驱动端轴向。此处的振动速度最大，属于危险等级，说明电机转子轴和小齿轮轴存在不同心的问题。但是从该半自磨机水平方向的振动满足相关标准可以看出，上述原因并不是造成这一问题的唯一原因，还有其它因素影响。通过分析认为，导致这一问题的因素可能是气动离合器轴向锁紧装置长，由于这一因素造成了电子转子和磁力中心线之间存在偏差，而这一因素造成电机驱动端在磁力的作用下，出现了单纯的轴向振动。解决方案：在对半自磨机进行检修时将锁紧装置拆除；将电机的转子轴和小齿轮轴的同心度调整到正常范围，使电机空转，直至其保持稳定；对电机转子轴、小齿轮的轴向间距进行检测，并对其进行精确的调整，使其处于恢复正常。②小齿轮自由端水平、垂直和轴向振动都很强烈。通过对小齿轮自由端的振动异常情况进行的分析可知，导致其在三个方向上都有强烈振动的原因是其轴承出现了严重的磨损，导致油隙过大，解决这一问题的方式是对轴承进行及时的更换。③小齿轮驱动端垂直、轴向振动超标严重。通过对这两个方向的振动频谱进行分析，发现这两个方向的频谱都在啮合频率的位置出现了震动峰值，根据这一情况，认为导致这一现象出现的原因很可能是电机驱动端轴向的强烈振动。④在进行振动检测的过程中，发现生产现场电机地板存在强烈的震感，大约每5s会出现一次。考虑到半自磨机的实际转速，认为导致这一问题的现象可能是一侧大齿轮连接螺栓出现了松动的问题，应停机，对实际情况进行检查，及时的修复。

2.4停机检查检修。根据振动检测的结果，对半自磨机进行停机检修，发现该设备确实存在上述问题，然后按照上述解决方案进行维修。

2.5实施效果。在完成停机检修工作之后，重新运行设备，并且再次对该设备进行振动检测，结果显示上述各部位的振动速度都有显著的降低，各部位各方向上的振动速度都达到了B级标准（良好），设备运转良好，振动频谱中的故障也没有出现，半自磨机在运行过程中各部位都没有出现声音异常。通过上述结果可以判断，振动检测的结果准确，问题原因分析正确，解决方案合理，使半自磨机恢复了正常的运行状态，避免了非计划停机检修的出现，极大的降低了设备出现故障的可能性，有效的保证了生产活动的正常进行。

三、结语

某选矿厂的半自磨机传动部位出现了振动异常，通过电机自由端和驱动端、小齿自由端和驱动端以及进料和出料端主轴承等部分进行垂直方向、水平方向和轴向三个方向的振动检测，确定了振动速度和振动频谱异常的部件，以及其振动的方向，小齒轮自由端水平、垂直振动；小齿轮驱动端垂直振动；电机驱动端水平、垂直振动；电机自由侧轴向振动属于报警级别。小齿轮自由端轴向振动；小齿轮驱动端轴向振动；电机驱动端轴向振动，属于危险界别，并确定了振动源为电机驱动端。通过半自磨机振动异常的检测和维修实例，确定振动检测技术对于解决设备故障问题有良好的效果，为今后解决这类问题提供了借鉴。

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