MQY3660球磨機(jī)在梅山鐵礦的安裝實(shí)踐

康承希 邱銀山

(寶武集團(tuán)南京梅山冶金發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司)

目前，梅山鐵礦φ2.7 m×3.6 m球磨機(jī)的臺時(shí)產(chǎn)量約70 t/h，隨著梅山鐵礦產(chǎn)量的逐年提升，現(xiàn)有磨機(jī)已不能滿足生產(chǎn)的需要。2010年3月梅山鐵礦為了提升生產(chǎn)能力，實(shí)施了磨浮大型化改造項(xiàng)目，將原有的一段、二段φ2.7 m×3.6 m球磨機(jī)拆除，安裝兩臺MQY3660球磨機(jī)。MQY3660球磨機(jī)自重約167 t，設(shè)計(jì)臺時(shí)產(chǎn)量200 t/h，最大裝載量120 t，用1 250 kW同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。通過此次磨浮大型化改造，梅山鐵礦的產(chǎn)能將大幅度提升，年產(chǎn)鐵精礦由400萬t向500萬t突破，大大提升了生產(chǎn)效率。

1 MQY3660球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

MQY3660球磨機(jī)主要由筒體部、主軸承部、進(jìn)(出)料裝置、傳動(dòng)裝置及電控系統(tǒng)等組成[1]。其排礦方式為溢流型，筒體傳動(dòng)方式為周邊齒輪傳動(dòng)，采用兩軸承的支撐方式，主軸承的潤滑方式是帶高壓浮升的稀油集中潤滑。

同老式磨機(jī)相比，MQY3660球磨機(jī)應(yīng)用了以下各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)：

(1)氣動(dòng)離合器。該磨機(jī)采用氣動(dòng)執(zhí)行式QL875-300×2型雙列式離合器，具有耐磨性，其壓縮動(dòng)作和通風(fēng)結(jié)構(gòu)使離合器具有很高的扭矩，并能迅速擴(kuò)散熱量。離合器完全是自調(diào)式和自動(dòng)補(bǔ)償襯墊及鼓輪的磨損，且無需進(jìn)行潤滑，工作扭矩取決于轉(zhuǎn)速及供氣壓力，氣囊可起到限制扭矩的作用，并提供過載保護(hù)[2]。

(2)動(dòng)靜壓軸承[2](見圖1)。磨機(jī)主軸承是采用巴士合金澆注加工的滑動(dòng)軸承，軸承的潤滑系統(tǒng)使用GDZ-63高低壓稀油潤滑站，高壓部分壓力為25 MPa，流量為2.5 L/min，低壓部分壓力為0.63 MPa,流量為63 L/min。在磨機(jī)啟動(dòng)前，先啟動(dòng)低壓泵，延時(shí)1 min后自動(dòng)啟動(dòng)高壓泵，高壓油送往磨機(jī)的靜壓軸承，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定的20.5 MPa時(shí)，磨機(jī)開始啟動(dòng)，延時(shí)3 min高壓油泵自動(dòng)停止。由于啟動(dòng)前有高壓油使端蓋中空軸頂起，形成了約0.2～0.3 mm厚度的油膜，從而降低磨機(jī)啟動(dòng)負(fù)荷，提高了磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，同時(shí)對軸瓦的研磨質(zhì)量要求降低，提高了磨機(jī)主軸承的安裝和檢修效率。磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)靜壓形成的油膜可承受交變負(fù)載而長期可靠工作。當(dāng)磨機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)前高壓油泵仍提前啟動(dòng)將磨機(jī)中空軸頂起，在磨機(jī)停機(jī)過程中，使軸瓦避免擦傷，延長了軸瓦的使用壽命。同時(shí)，還在MQY3660球磨機(jī)上采用了先進(jìn)的噴射潤滑方式和PLC控制方式。

圖1 球磨機(jī)動(dòng)靜壓軸承結(jié)構(gòu)

2 關(guān)鍵安裝工序

2.1 主軸承座安裝

由于MQY3660球磨機(jī)主軸承需承載近220 t的靜負(fù)荷和設(shè)備運(yùn)行中的動(dòng)負(fù)荷，故主軸承座的安裝難度大，精度要求高。

(1)主軸承鋼底座安裝。主軸承的安裝必須待基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)到75%以上，首先將主軸承底座進(jìn)行打磨處理，打磨結(jié)束后在底座上表面劃出縱向和橫向中心線作為安裝找正的基準(zhǔn)線，兩底板的縱向中心線須與筒體中心線重合，其偏差控制在1.0 mm內(nèi)(見圖2)，兩底板的橫向中心線的距離須保證8084 mm，圖2中1號和3號中心標(biāo)板的連線為主電機(jī)中心線，5號和8號中心標(biāo)板的連線為磨機(jī)筒體中心線，保證兩中心線距離為2 734.2 mm，其中偏差均控制在1.0 mm內(nèi)。以筒體中心線為依據(jù)，用掛鋼絲用線墜法找正軸承座底板的縱向中心。橫向中心線以2號和7號、4號和6號4個(gè)中心標(biāo)板為依據(jù)，仍以掛鋼絲用線墜法找正。兩個(gè)主底板橫向中心線和圖2中主電機(jī)中線的平行度偏差控制在0.08 mm/m內(nèi)。根據(jù)基礎(chǔ)基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行核查兩底座中心點(diǎn)標(biāo)高，磨機(jī)進(jìn)料端軸承底板與出料端軸承底板相對標(biāo)高差需控制在0.5 mm內(nèi)，且進(jìn)料端須高于出料端。在兩個(gè)主底板橫向中心相同尺寸處量取兩點(diǎn),以沖子打上小而清晰的記號，通過量取此4點(diǎn)的對角線尺寸對底板進(jìn)行調(diào)整，保證兩個(gè)主底板橫向中心的平行度控制在需要的范圍內(nèi)。

圖2 球磨機(jī)基礎(chǔ)平面

(2)軸承座安裝。須對軸承座底面進(jìn)行打磨，使得軸承座與軸承底座的接觸面均勻接觸，軸承座底面的中心與底板的中心重合，軸承座安裝完畢后，應(yīng)檢查軸承座內(nèi)部冷卻水軟管與端蓋軸頸處是否相碰，并檢查熱電阻與軸頸接觸是否良好。軸瓦壓板和軸瓦之間每邊應(yīng)有0.76～1.5 mm的間隙，最后清理軸承座內(nèi)部異物，將軸承座外殼上無用的孔用螺栓堵死。

2.2 主軸瓦刮研

2.2.1 準(zhǔn)備工作

用120～200目砂紙打磨中空軸，直到粗糙度達(dá)▽7以上。測量標(biāo)準(zhǔn)為手摸時(shí)手的觸覺和鏡面相似，目測時(shí)軸面上能反光照影出人像，再把球面瓦底座清潔干凈。

2.2.2 劃分邊界線

在主軸上劃出80°±4°接觸角α的邊界線(見圖3)，球磨機(jī)中空軸與主軸瓦應(yīng)在該區(qū)域均勻接觸，接觸角α應(yīng)控制在76°～84°。

圖3 主軸承瓦示意

2.2.3 尋找基面

(1)從邊界線以外至中分面修刮成楔形間隙，中分面外最大尺寸為中空軸頸直徑的5‰～7‰。

(2)主軸瓦兩端面瓦口部分刮成圓柱形，其半徑應(yīng)為4～5 mm。

(3)將主軸瓦著色后反扣在中空軸上，對研后檢查中空軸與主軸瓦的接觸情況，若接觸面積小于85%以上，則用力把接觸點(diǎn)的區(qū)域刮去，刀法應(yīng)沿主軸瓦軸線成45°交叉修刮，反復(fù)對研后直到接觸面積大于85%以上，以此為主軸瓦的基準(zhǔn)面。

2.2.4 均勻布點(diǎn)

將主軸瓦著色后反扣在中空軸上，對研后檢查中空軸與主軸瓦接觸點(diǎn)的分布情況，接觸點(diǎn)大小應(yīng)在3 mm×3 mm以內(nèi)，且每平方厘米內(nèi)應(yīng)有1～2個(gè)接觸點(diǎn)，若達(dá)不到此標(biāo)準(zhǔn)，可用刀把接觸點(diǎn)沿主軸瓦軸線成45°交叉修刮，反復(fù)對研后進(jìn)行修刮，直到達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.5 重壓核準(zhǔn)

(1)用手提砂輪打磨球面瓦座上下接觸面，保證接觸面積不少于75%,每6.4 cm2內(nèi)至少有一個(gè)接觸點(diǎn)，在接觸面上涂滿黃油，加少許機(jī)油。

(2)主軸瓦與球面瓦座應(yīng)嚴(yán)密均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，兩球面圓周應(yīng)有楔形間隙，高度為20～50 mm，邊緣最大間隙達(dá)0.8～1.6 mm。

(3)將主軸瓦著色后，安放在球面瓦座上，使球磨機(jī)正轉(zhuǎn)2～3轉(zhuǎn)后再使球磨機(jī)反轉(zhuǎn)2～3轉(zhuǎn)。主軸瓦上的接觸點(diǎn)為承受球磨機(jī)重壓后的真正接觸點(diǎn)。把主軸瓦吊出，檢查以下幾點(diǎn)：①主軸瓦光滑無裂紋；②中空軸與主軸瓦的接觸角在76°～84°；③主軸瓦與中空軸頸接觸均勻，且接觸面積大于85%；④主軸瓦與中空軸接觸點(diǎn)為每平方厘米1～2點(diǎn)，接觸點(diǎn)大小在2 mm×2 mm～4 mm×4 mm；⑤主軸瓦口間隙在5‰～7‰。

若上述狀態(tài)參數(shù)不滿足要求，則根據(jù)不合格項(xiàng)目選擇用刮刀將接觸點(diǎn)分為若干點(diǎn)，重復(fù)以上步驟。

3 安裝時(shí)出現(xiàn)的問題及處理措施

3.1 球磨機(jī)筒體變形矯正

在安裝二段球磨機(jī)的出料端蓋時(shí)，發(fā)現(xiàn)筒體出料端變形，長軸比短軸長12 mm，使得出料端蓋無法安裝?？紤]到筒體變形較規(guī)則且沒有裂紋，制作簡易工具利用千斤頂對其進(jìn)行校正。

(1)筒體翻身。利用兩臺30 t行車配合，將球磨機(jī)筒體進(jìn)行90°翻轉(zhuǎn)，使最短的直徑垂直于地面。

(2)制作頂筒體的工具。為保證頂筒體時(shí)支座的穩(wěn)定性，根據(jù)筒體內(nèi)徑尺寸(3.6 m)，加工制作半徑為1.8 m的兩弧形支座，在上面支座上焊接兩根鋼管作為支柱，以縮短頂壓距離。上部支座用螺桿牢固固定在筒體內(nèi)壁上。

(3)矯正。利用兩臺千斤頂均勻加力，緩慢頂在上下支架之間(見圖4)，對千斤頂加力的同時(shí)用鋼卷尺測量筒體直徑，當(dāng)筒體直徑不同方向均為3.6 m停止加力。此時(shí)測量筒體不同方向直徑，測得最大變形量在1 mm，變形量小，不影響出料端蓋的安裝。矯正完成后，不能立即撤掉工具，將出料端蓋安裝完成后再將工具撤掉，有利于消除筒體內(nèi)部應(yīng)力。由于修復(fù)措施得當(dāng)，達(dá)到了預(yù)期效果。

圖4 筒體變形矯正示意

3.2 同步電機(jī)軸瓦燒瓦故障排除[3]

2010年6月底磨浮大型化系統(tǒng)開始空負(fù)荷試車，一段球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，而二段球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)2 h后，同步電機(jī)軸瓦溫度達(dá)到75 ℃。停機(jī)對同步電機(jī)軸瓦進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)外瓦面巴士合金熔化，內(nèi)瓦的燒傷痕跡明顯比外瓦嚴(yán)重。具體處理措施如下：

(1)按照研瓦順序?qū)?nèi)外瓦進(jìn)行研磨，并測量內(nèi)外瓦的側(cè)隙。外瓦(非受力瓦)瓦隙緊力0.15 mm，在瓦蓋與瓦座間增加了0.15 mm的銅皮；內(nèi)瓦油膜間隙0.4 mm,瓦隙大0.2 mm，在瓦蓋與上瓦間增加了0.2 mm的銅皮，處理后磨機(jī)恢復(fù)運(yùn)行，燒瓦故障仍未解決。

(2)將同步電機(jī)軸瓦進(jìn)行研磨后，按平行度和同軸度的技術(shù)要求，對磨機(jī)筒體中心線和主電機(jī)的中心線的平行度(圖2)進(jìn)行重新調(diào)整，對傳動(dòng)部的同軸度也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，處理后燒瓦故障仍未解決。

(3)軸電流的產(chǎn)生及消除。用塞尺測量轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙發(fā)現(xiàn)，縱向氣隙為4.7 mm，水平方向氣隙為2.4 mm；同時(shí)，檢測發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的中心線略有偏差，偏差量約1～2 mm[3]；通過以上檢查，懷疑同步電機(jī)磁通不對稱產(chǎn)生軸電壓，當(dāng)軸電壓足以擊穿軸和軸承間的油膜時(shí)，便發(fā)生放電形成軸電流，使得軸瓦潤滑失效而導(dǎo)致瓦面燒損。處理辦法為：在同步電機(jī)非負(fù)荷端軸上安裝碳刷，通過銅導(dǎo)線接地連接，讓軸電流不經(jīng)過軸承；再次試車，電機(jī)正常運(yùn)行，故障解除。

4 結(jié) 語

梅山鐵礦在球磨機(jī)的安裝過程中嚴(yán)格按照技術(shù)要求施工，在預(yù)定工期內(nèi)順利完成了兩臺球磨機(jī)的安裝任務(wù)。在關(guān)鍵安裝工序采用了有效的方法和措施，球磨機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，達(dá)到了磨機(jī)設(shè)計(jì)臺時(shí)產(chǎn)量。