振动监测在选矿厂球磨机上的应用

作者:张玲燕


    1.球磨机的主要技术参数
    德兴铜矿大山选矿厂是目前国内最大铜选矿厂,其一段磨矿主要设备八台φ18′/28′球磨机由美国NIPSI公司和FULLER公司生产。球磨机单机处理能力为7500t/d由交流电机驱动电机转速200r/min功率4101kW减速齿轮对的小齿轮数z1=19大齿轮齿数z2=277小齿轮转频f1=3.3Hz球磨机筒体和大齿轮的转频f2=0.23Hz(转速n2=13.7r/min)齿轮啮合频率fm=63Hz。
    球磨机传动示意见图1。

图1

    2.测点布置及振动数据
    测点布置在反映转子振动最敏感的轴承部位即在进料端轴承座和出料端轴承座上。它既反映轴承、齿轮等部件的故障信息也反映传动系统的故障信息。
    表1列出6#球磨机进料端轴承座的振动值。从表中数据知9月12日加速度值大幅度突增之后还增长较快而速度和位移变化较小。初步估计故障是由齿轮和轴承引起。设备在正常状态(安装精确度很高时)下轴承座的加速度值为1.5m/s2速度值为0.98mm/s。设备处在危险值范围所以从9月12日开始我们采取密切跟踪监测。
    3.分析及处理
    (1)从数次采集的频谱图可看出齿轮啮合频率的边频带没有什么增长可判断齿轮啮合状况良好振动可能来自于轴承的劣化。
    (2)球磨机的轴承型号为23276(美国产)双列向心滚子轴承滚珠数z=42个节圆直径D=505mm滚珠直径D=72mmβ=0°轴转速n=200r/min计算其故障特征频率为:
    外圈故障频率f1=60Hz
    内圈故障频率f2=80Hz

表1 6#DOJ球磨机进料端轴承座振动值

参量及方向

日期(2002年)

加速度 m/s2

速度 mm/s

位移 μm

水平

垂直

轴向

水平

垂直

轴向

水平

垂直

轴向

3.28

2.47

3.50

3.87

1.31

1.91

2.53

7.3

14.0

19.0

4.29

3.00

3.43

3.76

1.25

1.79

2.85

7.7

15.6

21.9

5.14

3.85

3.44

3.51

1.36

2.05

2.69

7.8

14.3

23.2

9.12

16.12

17.86

36.17

2.01

2.45

6.08

8.9

14.4

37.3

9.20

35.76

27.98

49.03

2.59

3.23

7.48

11.0

13.0

49.0

9.24

37.89

29.85

52.34

2.87

3.68

7.81

11.6

14.5

51.0

9.29

1.80

2.50

2.01

1.10

1.05

1.50

9.4

10.4

11.3


图2
    滚珠故障频率f3=23Hz
    保持架旋转频率f4=1.43Hz
    根据9月24日测振频谱图(图2)分析:67.5Hz和61.2Hz表明轴承圈有问题;6.2Hz为轴频率的二倍频,有不对中现象存在;30Hz为轴频率的近10倍频判断有松动现象存在。
    9月26日拆开球磨机轴承座检查发现轴承外圈有1/4圈、宽为80mm的严重点蚀面且有数道圈的划痕;两个轴承滚珠有近1/4圈的点蚀其余滚珠有少量点蚀现象;内圈有几道很深的划痕且磨损严重。测量齿侧隙为0.08mm在标准值范围内电机与轴承同心度检测径向与标准值偏差0.115mm表明齿轮啮合状况良好。振动来源于轴承的判断是正确的更换轴承调整同心度紧固轴承座底座。
    检修后重新开机,分体式测振仪9月29日测得振动值均有大幅下降(表1)。从图3中频谱也可看出67.5Hz和61.2Hz的轴承圈故障幅值已消失松动引起的幅值也由17.59μm下降至1.78μm;不对中引起的幅值已消失设备处于良好运行状态。

图3

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