劉德武，郭武剛

　　礦用磨機（以下簡稱“磨機”）是選礦廠的核心設備，廣泛應用于各金屬礦山。其工作的可靠性、穩定性直接決定了礦山企業的效益。在實際生產中，引起磨機振動的原因有傳動系統的故障，一般包括軸線同心度超差、軸承損壞和齒輪損壞等；基礎問題引起的故障一般包括剛度不足、開裂和不均勻沉降等；其他問題引起的故障包括地腳螺栓松動、設備結構自身等。磨機振動后如果不及時處理，輕則引起相關零部件磨損加劇，重則導致設備損壞，企業停產。因此及時查出振動的原因并消除振動，保證設備正常運轉，有重要的現實意義。

　　1　引起振動的原因分析

　　1.1　傳動系統引起的振動

　　在傳動系統引起的故障中，因軸線同心度差引起的振動和安裝維護有較大關系，主要表現為2個相連不同心的零件振動Z大，然后向兩側逐漸衰減，需重新調整相關零部件的同心度使誤差縮小到規定范圍內。如果是軸承或齒輪等零部件的損壞，初期一般表現為周期性振動，會引起軸承等相關零部件發熱，需先找出具體原因，消除故障，必要時對軸承和齒輪進行修復或更換。

　　某公司φ6.2m×9.8m溢流型球磨機在運轉過程中，發現小齒輪軸承座靠近離合器側的振動較大，慢驅側的振動較小，引起軸承發出異響。打開軸承座檢查發現，離合器側軸承內外圈有大面積的點蝕剝落，慢驅側正常。現場振動數據如圖1所示。

 

圖1 現場振動數據

　　通過圖1可以看出，離合器側振動為：x軸5.11mm/s，y軸為5.12mm/s；慢驅側振動為：x軸2.29mm/s，y軸為1.31mm/s。其中離合器側的振動超出了國家規定的標準4.5mm/s。停車后檢查齒面接觸良好，側隙符合說明書要求。故懷疑是小齒輪軸和電動機軸不同心所導致的，需對離合器進行檢測。端跳與徑跳檢查結果如表1所列。

　　通過表1可知，小齒輪軸和電動機軸端面誤差為1mm，徑向誤差為0.53mm，其同心度誤差已大于要求的0.2mm，振動增大導致軸承損壞。更換軸承，重新調整小齒輪軸和電動機軸的同心度后開機，振動值均小于1mm/s，軸承溫度也有所降低，設備恢復正常運轉。

　　振動是影響設備正常運行的主要原因，頻譜是故障信號在坐標系的反映，熟練掌握頻譜分析及頻譜和故障的內在聯系，可快速找出故障源，解決問題。

　　1.2　基礎引起的振動

　　基礎開裂和不均勻沉降是引起磨機振動的主要原因。開裂可能是基礎質量或振動引起的，二者相互影響，導致振動和開裂持續發展，故基礎的施工質量至關重要。不均勻沉降屬于地質方面的問題，在施工前必須保證地質結構的穩定。基礎設計比較薄弱導致地基剛度不足，地基剛度設計必須符合相關的國家標準和行業規范，如已施工不符合要求的必須進行加固處理。另一種情況是二次灌漿層不合格、不密實或凝固不好。

　　某銅礦雙驅半自磨機，運行一年內有一側小齒輪軸承振動情況一直不好，后來突然加劇，經檢查發現小齒輪基礎出現裂紋，將整個小齒輪移出后，發現其底座的防滑肋槽內的環氧樹脂未凝固。

　　某礦有2臺φ4.8m×7m溢流型球磨機，2011年11月底，2號磨機在運轉過程中突然發生較大振動，被迫停機。現場工作人員對大小齒面進行檢查，發現其接觸面光潔度較好。隨后用水平儀對磨機筒體進行檢查，發現進料端和出料端高差高達0.38mm/250mm，如果按2個主軸承中心線長度為11m計算，進料端比出料端高出16.72mm。檢測人員又用連通器進行檢查，結果顯示非傳動側進料端比出料端高10mm，傳動側進料端比出料端高8mm，平均進料端比出料端高9mm。可以看出磨機進料端和出料端的高差已經遠遠大于要求的數值0.5~1.0mm，初步判斷，引起磨機振動的原因可能是地基不均勻沉降導致的。另外觀察慢驅側的小齒輪基礎，發現二次灌漿層已經被完全破壞，其灌漿層下面的基礎也有裂縫，這些裂縫加劇了振動，振動又增大了裂縫，造成惡性循環。

　　針對上述情況，解決方法有以下幾種：①增加鋼板，將出料端主軸承墊起來，使進出料端高差符合相關規定。按原要求檢查鋼板和主軸承底座、底板的接觸及調整后大小齒輪的側隙和接觸情況，均達到要求；②小齒輪底座二次灌漿層需重新灌注。將灌漿層下裂開的基礎打掉，通過焊接鋼肋的方法，保證再次澆灌的基礎與原基礎連成一體。為了節省時間，縮短工期，可以采用無收縮灌漿料灌注。應注意因材料不同而導致熱脹冷縮的不同會引起的問題；③由設計單位做出基礎加固的方案，確保地基不再下沉，并在合適位置做出沉降觀測點，隨時觀測磨機基礎的變化情況。經過上述措施整改后，磨機振動情況明顯得到改善，可正常運行。

　　1.3　其他情況引起的振動

　　除上述2種情況外，引起磨機振動的原因和地腳螺栓的緊固及設備自身的結構也有關。設備自身有振動固有頻率，如果與基礎的固有頻率或基礎固有頻率的倍頻相同或接近時，會引起強烈的振動甚至共振，導致設備損壞。處理此類情況，需改變設備或基礎的固有頻率，增加二者之間的頻率差。

　　2　振動原因的診斷和避免方法

　　2.1　振動診斷方法

　　診斷磨機振動的原因可以用排除法，按先易后難的原則逐項排除。①看設備的運行情況，仔細觀察磨機振動的現象，記錄和分析控制系統的監測數據；②磨機振動經常伴有異響，注意發出響聲的部位和特點，進行綜合判斷；③了解設備的基本情況，詢問現場操作工或其他相關人員，記錄振動開始的時間、磨機振動的現象、已采取的措施及規格型號等基本信息；④用手感受振動部位的溫度、劇烈程度等，必要時借助儀器分析磨機振動的情況，是診斷設備振動故障的有力手段。

　　通過上述手段對磨機振動情況有了初步了解后，用可排除法診斷振動的原因，按如下步驟：①檢查地腳螺栓的緊固情況；②仔細檢查基礎有無裂紋；③停車對基礎沉降進行檢查，主要包括主軸承和傳動系統的基礎是否和安裝初期相一致。如進料端主軸承應比出料端主軸承高0.5~1.0mm等；④檢查齒輪嚙合是否正常、離合器是否有損壞；⑤停車檢查傳動系統中傳動軸線的同心度情況；⑥其他檢查。

　　2.2　振動避免方法

　　避免設備發生振動，要注意以下問題：①對設備和基礎進行扭振分析，特別注意襯板提升條的數量，大小齒輪齒數，筒體、端蓋和齒輪等的分瓣數，盡量避開系統的倍頻區；②保證基礎的強度和剛度，符合相關規范的要求；③在制造和安裝時，要特別注意同軸度和二次灌漿的質量；④操作者需做好維護工作，使設備處于良好的運行狀態，發現問題需及時處理。

　　3　結語

　　如果磨機出現異常振動沒有得到及時處理，會加劇零部件的磨損，加大設備精度修復的難度。通過對多種振動因素的綜合考慮，才能有效地提高故障診斷的準確率。對設備進行狀態監測和故障診斷，及時找出故障的部位和原因，科學地制定檢修措施，在較短時間內使設備恢復運行，保證企業的安全穩定生產。

　　引文格式：

　　[1]劉德武，郭武剛.磨機振動問題淺析[J].礦山機械，2018，46(12):69-71.

（來源： 礦山機械雜志）