球磨機(jī)的故障分析與診斷研究

陳亮 郭培力

摘 要： 任何設(shè)備都不能永久的使用，設(shè)備在工作過(guò)程總都會(huì)產(chǎn)生一些這樣或者那樣的問(wèn)題和故障，本文介紹的球磨機(jī)在使用過(guò)程中測(cè)試和測(cè)量工作以及故障特征的分析，同時(shí)還對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行診斷分析，總結(jié)實(shí)際問(wèn)題，找到能影響球磨機(jī)工作的故障原因，解決分析，從中得到啟示。

關(guān)鍵詞： 測(cè)試和測(cè)量工作；故障特征；診斷分析

1.測(cè)試和測(cè)量工作

球磨機(jī)在使用的時(shí)候要對(duì)結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵部位進(jìn)行監(jiān)控與測(cè)試，需要對(duì)不同位置設(shè)定測(cè)試點(diǎn)，如圖1.1中3、4、5、6等4個(gè)位置，分別需要測(cè)試這幾個(gè)點(diǎn)的垂直、水平、軸向的數(shù)據(jù)。

對(duì)球磨機(jī)測(cè)試所用的儀器有計(jì)算機(jī)、PM系統(tǒng)軟件還有HY-160單通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)這三個(gè)儀器和軟件之間的配合，分析和測(cè)量數(shù)據(jù)，監(jiān)控球磨機(jī)結(jié)構(gòu)上的齒輪，軸承，評(píng)估它們嚙合程度和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，例如表1-1就是某球磨機(jī)在故障發(fā)生之后到維修完成振動(dòng)通頻幅值。

完好的球磨機(jī)在使用的時(shí)候，振動(dòng)頻率是在一定范圍內(nèi)確定的，在出現(xiàn)故障的時(shí)候，這個(gè)振動(dòng)幅值會(huì)發(fā)生變化，例如表1-1中，每個(gè)時(shí)間段中的值是不同的，最后第6時(shí)間段內(nèi)使設(shè)備完好的時(shí)候，相對(duì)的振動(dòng)幅值最小。

球磨機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)是通過(guò)傳感器檢測(cè)球磨機(jī)上的信號(hào)，傳感器是通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的，信號(hào)采集之后輸送到測(cè)量裝置上，在通過(guò)數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，輸出一個(gè)數(shù)值反應(yīng)測(cè)量結(jié)果。

2.故障特征

球磨機(jī)在使用過(guò)程中故障特征主要是齒輪故障特征和軸承故障特征，齒輪特征分析是通過(guò)齒輪的轉(zhuǎn)速、實(shí)際嚙合時(shí)候的頻率，計(jì)算出第一極和第二極嚙合的頻率，通過(guò)這個(gè)頻率對(duì)比齒輪是否發(fā)生故障，齒輪故障特征通常有內(nèi)齒圈故障、太陽(yáng)輪和行星輪嚙合故障、行星輪故障等。

軸承故障特征的分析通過(guò)以下幾個(gè)公式進(jìn)行：

內(nèi)環(huán)上與滾動(dòng)體的接觸頻率：

3.診斷分析

球磨機(jī)在工業(yè)設(shè)備中屬于低轉(zhuǎn)速設(shè)備，運(yùn)行的速度低，這就使得球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率變得非常重要，出現(xiàn)的故障有零件頻率破壞、振動(dòng)移位，在球磨機(jī)實(shí)際頻率監(jiān)控中，通過(guò)數(shù)控的采集，球磨機(jī)的頻率是一個(gè)中頻段。

對(duì)球磨機(jī)齒輪和軸承的故障分析中，需要選擇合理的轉(zhuǎn)速進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在實(shí)際分析過(guò)程中，將球磨機(jī)振動(dòng)速度在7.1mm/s的時(shí)候?yàn)閳?bào)警值，如果在18mm/s的時(shí)候是危險(xiǎn)值，圖3.1為齒輪垂直方向上的頻率圖。

球磨機(jī)的齒輪在工作時(shí)候出現(xiàn)嚙合頻率基頻及其諧頻分量，并且是以諧頻為主導(dǎo)，基頻的數(shù)值相對(duì)會(huì)小一些，諧頻在齒輪嚙合頻率的兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生邊帶，會(huì)隨著球磨機(jī)在使用的時(shí)候發(fā)生變化，故障會(huì)加大，通過(guò)圖3.1的頻譜可以看出，數(shù)值最大已經(jīng)接近7mm/s，那就說(shuō)明球磨機(jī)的齒輪嚙合已經(jīng)發(fā)生不良，可能的故障有齒隙游移、齒輪便宜等。

在對(duì)球磨機(jī)故障采集、分析完成之后，需要對(duì)其進(jìn)行維修，在維修的時(shí)候，需要檢查球磨機(jī)安裝情況，查看緊固螺釘處是否發(fā)生移動(dòng)，水平上是否發(fā)生傾斜等，在根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行軸承或者齒輪更換。

結(jié)論

球磨機(jī)在使用和運(yùn)行中的噪聲是比較大的，內(nèi)部破碎的聲音有時(shí)候會(huì)將一些問(wèn)題和故障掩蓋上，直到這個(gè)故障影響設(shè)備正常運(yùn)行才能發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)到了設(shè)備必須停止檢修的程度，沒(méi)有將設(shè)備發(fā)揮最大利用率，造成維修的費(fèi)用很高，所以在設(shè)備運(yùn)行和設(shè)計(jì)之初，故障分析變得非常重要，通過(guò)診斷和排查球磨機(jī)的故障，在沒(méi)有出現(xiàn)最大破壞之前就維修完成，將球磨機(jī)設(shè)備運(yùn)行最大化，使用壽命最長(zhǎng)。

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