煤粉碎機(jī)振動故障識別及診斷研究

劉賓宇

(山西焦煤集團(tuán)五麟煤焦開發(fā)有限責(zé)任公司，山西汾陽032200)

0 引言

煤粉碎機(jī)是煤炭生產(chǎn)線上的常用設(shè)備，是基于煤炭顆粒生產(chǎn)的基礎(chǔ)性工具。但是由于技術(shù)因素的限制以及不恰當(dāng)?shù)牟僮鞣绞?，煤粉碎機(jī)使用中經(jīng)常出現(xiàn)諸多故障，其中，振動故障是極為多見的故障之一。這些故障的出現(xiàn)不僅會對產(chǎn)品質(zhì)量造成不良的影響，而且還會增加原料和電力等資源的消耗，甚至?xí)苯佑绊懮a(chǎn)效率的提高。由此可見，加強(qiáng)對煤粉碎機(jī)故障的識別和診斷，對日常生產(chǎn)活動的順利開展有著尤為重大的意義。

1 煤粉碎機(jī)的工作原理

煤粉碎機(jī)又稱碎煤機(jī)，是煤炭生產(chǎn)和煤產(chǎn)品加工中不可或缺的設(shè)備。當(dāng)前生產(chǎn)所使用的煤粉碎機(jī)一般是經(jīng)過改造的新型設(shè)備，可以說是在單動力和有篩底裝置的傳統(tǒng)老式煤粉碎機(jī)基礎(chǔ)上加以改造、創(chuàng)新得到的。新型的煤粉碎機(jī)設(shè)備依靠雙動力和無篩底裝置受到了廣大廠家的廣泛好評，與此同時，新型煤粉碎機(jī)大幅度提高了生產(chǎn)效率，顯著增大了出料率，并且節(jié)省了生產(chǎn)成本和時間，更重要的是粉碎生成的原料更加均勻，更加能夠滿足生產(chǎn)的迫切需要。

煤粉碎機(jī)主要是由液壓電動油泵生成動力源，電動油泵的使用增加了機(jī)器啟動的自由控制性及安全系數(shù)，也可以提供更加充足的動力源。煤粉碎機(jī)具體是通過串聯(lián)的雙轉(zhuǎn)子進(jìn)行摩擦和粉碎，工作人員則將物料經(jīng)輸送機(jī)填入粉碎機(jī)的入料口后，雙轉(zhuǎn)子中的上級轉(zhuǎn)子便將物料予以初步粉碎，然后送入下轉(zhuǎn)子的錘頭中進(jìn)行再次粉碎，經(jīng)過這兩套轉(zhuǎn)子的粉碎工作，物料就變成＜3 mm的顆粒，最終從卸料口輸出，隨后進(jìn)行下一道工序。

在煤粉碎機(jī)的整個工序中，錘片是煤粉碎機(jī)的主要機(jī)械部件，物料只有經(jīng)過高速撞擊和切磨才能變成合格的顆粒。軸承也是煤粉碎機(jī)的重要零部件，軸承的穩(wěn)固性、靈活性影響著煤粉碎機(jī)的工作效率，而這兩個重要部件同樣也是煤粉碎機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障的部位。在常見的振動故障中，針對振動本身進(jìn)行分析是故障診斷和排除的主要方式。特別是在大型機(jī)組中，由于機(jī)械構(gòu)造相對較強(qiáng)的復(fù)雜性，因而難以準(zhǔn)確判斷故障的來源，如果能夠根據(jù)機(jī)械的頻譜圖加以分析，就能判斷與排除故障發(fā)生的原因，從而采取相應(yīng)的維修措施。

2 煤粉碎機(jī)振動故障診斷及解決方案

2．1 平衡量不穩(wěn)定導(dǎo)致振動故障

此類故障在頻譜圖數(shù)據(jù)上表現(xiàn)的特征主要有:①啟動和增大轉(zhuǎn)速時，振動的徑向值增大，基頻處有較為穩(wěn)定的高峰，其他倍頻的振幅小，振動隨著機(jī)械的轉(zhuǎn)速值發(fā)生變動。②粉碎機(jī)體上的振動最明顯，聯(lián)軸節(jié)一側(cè)振動值偏大，軸向振動較小。③初步可排除軸向不對稱，基礎(chǔ)連接不牢固等故障。

徑向振動幅度大是平衡量不穩(wěn)定的最主要特征，當(dāng)振動變化未超過允許值范圍時，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行測量，并且實(shí)施平衡調(diào)試。

2．2 軸承故障引發(fā)振動故障

當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)相對較大的幅振動時，應(yīng)及時安排振幅、速度值的測量，通過數(shù)據(jù)對比進(jìn)行障礙的排除。如果出現(xiàn)加速值和烈度值增大而位移值并未大幅變動的情況，亦或是出現(xiàn)徑向同頻振動、振動幅度不穩(wěn)定、負(fù)荷變動等，則可以大致確定是軸承方面的問題，亦或是軸承發(fā)生缺油、損壞、摻入雜質(zhì)等問題。一但軸承出現(xiàn)問題，往往會導(dǎo)致高速運(yùn)轉(zhuǎn)的主軸出現(xiàn)竄動，進(jìn)而使機(jī)身產(chǎn)生劇烈振動。如果出現(xiàn)上述情形，應(yīng)當(dāng)專門對軸承予以全方位維修。

2．3 聯(lián)軸節(jié)發(fā)生故障導(dǎo)致振動故障

聯(lián)軸節(jié)出現(xiàn)故障時會表現(xiàn)出以下特征:①振動幅度隨著負(fù)荷值增大而增大。②聯(lián)軸節(jié)兩端振動最大;軸向、徑向振動劇烈，并且垂直振動值大于水平振動值。③基頻、兩倍頻率和多頻等振動頻率同時存在。④兩軸中心向垂直方向發(fā)生較大幅度偏移。⑤聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸承的負(fù)荷增大，油膜壓力隨著軸承的變化而改變，部分軸承的負(fù)荷減少，油膜失穩(wěn)。⑥高位置軸承支承壓力增大，低位置軸承不能分散承壓，振幅增大。⑦原始不對稱的方向就是振幅增大的方向。針對此種情況，最為關(guān)鍵的是停止機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，對聯(lián)軸節(jié)進(jìn)行測量，并對聯(lián)軸節(jié)加以校正，經(jīng)測試合格后才能繼續(xù)開展工作。

2．4 錘片故障導(dǎo)致振動故障

錘片是煤粉碎機(jī)最關(guān)鍵的部件，對煤炭顆粒的質(zhì)量有著突出影響。當(dāng)錘片出現(xiàn)以下問題時，煤粉碎機(jī)較易產(chǎn)生振動故障:①錘片經(jīng)常處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，容易發(fā)生嚴(yán)重磨損，這樣會造成錘片的重量不均衡，進(jìn)而導(dǎo)致主軸不平衡現(xiàn)象，同時也會導(dǎo)致因料層過厚而難以出料的情況。②某些錘片安裝不合格，過緊亦或是過松，導(dǎo)致錘片在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)動不靈活，過緊的不易甩開，而過松的則容易碰撞到機(jī)身。當(dāng)錘片出現(xiàn)磨損時，應(yīng)當(dāng)對每組錘片進(jìn)行測量，保證錘片重量相差不超過5 g，并對不合格錘片及時予以更換。當(dāng)出現(xiàn)錘片安裝不合格問題時，要及時檢修及調(diào)整，以便于充分保證主軸的平衡性。

2．5 電動機(jī)啟動故障導(dǎo)致機(jī)身振動

電動機(jī)是煤粉碎機(jī)的動力源，電動機(jī)啟動時，供電電壓不穩(wěn)定或粉碎機(jī)機(jī)身內(nèi)部物料清除不干凈等問題都會導(dǎo)致粉碎機(jī)振動。①煤粉碎機(jī)的用電量很大，電壓不穩(wěn)定時，啟動煤粉碎機(jī)會產(chǎn)生低沉的轟鳴聲，嚴(yán)重的情況下會導(dǎo)致電動機(jī)燒毀。②在正常情況下，物料粉碎后會直接通過卸料口將物料排掉，但是當(dāng)出現(xiàn)突然斷電或輸送器故障時，粉碎室內(nèi)無法及時清理干凈，電動機(jī)由此便會發(fā)生啟動困難問題，如果強(qiáng)制啟動會導(dǎo)致電機(jī)燒毀。③當(dāng)軸承安裝過緊時，主軸轉(zhuǎn)動困難，進(jìn)而造成啟動時負(fù)荷增高，甚至致使軸承燒毀。出現(xiàn)上述情況時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況適當(dāng)采取措施，從根本上排除故障。例如，電壓過低時，應(yīng)當(dāng)換用較大的補(bǔ)償器，或?qū)—△的啟動時間延長。當(dāng)粉碎室內(nèi)的物料無法自動排空時，應(yīng)當(dāng)停機(jī)將物料手動掏空后再重新啟動。

2．6 電流波動導(dǎo)致振動故障

電流波動通常是由電力外的其他原因所導(dǎo)致，一般出現(xiàn)的情況主要涉及以下幾方面:①粉碎機(jī)喂料過多，導(dǎo)致電機(jī)負(fù)荷增加，電流出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，嚴(yán)重時會直接燒毀電機(jī)。②物料放進(jìn)方向同錘片旋轉(zhuǎn)方向相同，物料在粉碎室內(nèi)時間過長，引起電流波動，嚴(yán)重浪費(fèi)機(jī)械能。③倒料不適時，物料的倒料板無法將放入的物料隔成兩部分，這樣會使物料進(jìn)入方向與錘片轉(zhuǎn)動方向不一致，也會引發(fā)電流不穩(wěn)定。④煤粉碎機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，會在粉碎室內(nèi)形成負(fù)壓，篩面的負(fù)壓減小，這時可能使物料倒噴，導(dǎo)致電流產(chǎn)生巨大波動。因此，當(dāng)檢測表出現(xiàn)電流的劇烈波動后，應(yīng)當(dāng)注意保持喂料的適量、適時，使物料能夠在倒料板一側(cè)均勻倒出。同時也要注意定時檢查倒料板的位置以及負(fù)壓系統(tǒng)，以保證電流的基本穩(wěn)定。

2．7 篩片不合格造成的振動障礙

篩片的制作規(guī)格和安裝流程均有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，篩片的安裝不合格，下料時的重力會使長方形變成平行四邊形，篩片由此會出現(xiàn)縫隙，導(dǎo)致漏料發(fā)生。當(dāng)進(jìn)行不同規(guī)格的篩片更換時，篩片的厚度不同，對彈簧的張力需求也不盡相同，無法及時調(diào)整彈簧也容易產(chǎn)生篩片漏料，致使機(jī)身不穩(wěn)。針對上述情形的出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)切實(shí)根據(jù)顆粒的要求對篩片予以更換和安裝，及時檢查篩片的空隙，以便于防止漏料情況的出現(xiàn)，最大限度地減少機(jī)身振動。

2．8 其他日常維護(hù)不到位導(dǎo)致振動產(chǎn)生

日常的維護(hù)工作對機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要，機(jī)械體松動，機(jī)械基礎(chǔ)不牢固，軸不對稱，主軸彎曲，底腳螺栓松動等情況都會對煤粉碎機(jī)造成無法忽視的損害，造成機(jī)身發(fā)生振動。這些問題操作工人或維修人員務(wù)必要及時檢查報告，采取適當(dāng)措施，按照標(biāo)準(zhǔn)維修和更換。

3 結(jié)語

針對煤粉碎機(jī)的振動故障，應(yīng)當(dāng)經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，及時匯總測量數(shù)據(jù)，并且深入分析問題產(chǎn)生的根源，按照測量數(shù)據(jù)依次排除，針對問題所在進(jìn)行檢修更換，從而提高煤粉碎機(jī)的使用壽命及生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］劉丙增，曹欣欣．PFCK－1618型粉碎機(jī)故障分析與處理［J］．礦山機(jī)械，2010(15):157－158．

［2］張雷，阮競蘭．錘片式粉碎機(jī)工作性能影響因素及研究現(xiàn)狀［J］．包裝與食品機(jī)械，2013，6(5):112 －113．

［3］倪寧峰，陶文斌．焦?fàn)t輸煤系統(tǒng)粉碎機(jī)除塵改進(jìn)嘗試［J］．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008(5):145－146．