大型無齒輪驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)安裝關(guān)鍵技術(shù)分析

鄭 凱

（甘肅一安建設(shè)科技集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

引言

近些年來，工業(yè)裝備發(fā)展的速度極快，不少裝備為了適應(yīng)需要，已經(jīng)開始了巨型化的道路，其中一個(gè)典型的設(shè)備就是選礦工作中使用到的球磨機(jī)，球磨機(jī)在這種趨勢(shì)下，逐漸向著無齒輪驅(qū)動(dòng)的方向發(fā)展。

1 大型無齒輪驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)概述

以往有齒輪的驅(qū)動(dòng)磨機(jī)在驅(qū)動(dòng)的過程中主要依靠齒輪，但是無齒輪的驅(qū)動(dòng)磨機(jī)在驅(qū)動(dòng)的過程中主要依靠環(huán)形電機(jī)上的轉(zhuǎn)子，將轉(zhuǎn)子安裝在磨機(jī)筒體法蘭上，這樣，磨機(jī)整個(gè)筒體就相當(dāng)于電機(jī)的轉(zhuǎn)子，可以借助筒體完成驅(qū)動(dòng)，在磨機(jī)入料端的筒體外部套上定子繞組，這就是環(huán)形電機(jī)在驅(qū)動(dòng)過程中不可或缺的定子部分，由此形成一個(gè)可供驅(qū)動(dòng)的巨型電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)在通電之后，磨機(jī)的筒體開始轉(zhuǎn)動(dòng)，由此產(chǎn)生動(dòng)力。這種裝備最大的優(yōu)勢(shì)在于不需要齒輪等機(jī)械部件，因此在設(shè)計(jì)的過程中直接將齒輪去掉，這樣顯著提升了磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，并且磨機(jī)也不會(huì)因?yàn)辇X輪而受損，延長了磨機(jī)的使用壽命。以往存在齒輪的磨機(jī)在驅(qū)動(dòng)的過程中存在局限，即齒輪傳遞力矩存在一定的局限。無齒輪的磨機(jī)可以更好與巨型化的趨勢(shì)契合，因此，在發(fā)展前景上無可限量[1]。

2 案例研究

在本次研究中，主要研究的案例裝備為無齒輪半自磨機(jī)筒體，其外部的尺寸為Φ12.134 m×7.925 m，該無齒輪半自磨機(jī)的筒體如圖1所示。在選礦工藝中，該無齒輪半自磨機(jī)是重中之重，磨機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的功率最高可以達(dá)到28 MW，因此，這一數(shù)值也直接將該無齒輪半自磨機(jī)推上了世界第一的寶座。在該無齒輪半自磨機(jī)的安裝過程中，需要極高的精度，每一個(gè)零件的質(zhì)量都極大，并且整安裝的過程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，綜合來看，該無齒輪半自磨機(jī)安裝需要面對(duì)較大的困難。

3 安裝遵循的主要程序

在安裝無齒輪驅(qū)動(dòng)半自磨機(jī)的過程中，需要參照以下程序，首先要完成基礎(chǔ)的查驗(yàn)工作，將基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)立好，然后安裝軸承座底板、殼體部件、法蘭螺栓，端蓋、中空軸，當(dāng)這幾個(gè)部件安裝完畢后，要預(yù)緊50%扭矩，完成筒體的安裝和筒體跳動(dòng)的檢查工作，之后安裝與電機(jī)相關(guān)的部件，包括定子、定子繞組與轉(zhuǎn)子電極，此外，還要安裝其他重要的附件，最終完成無齒輪半自磨機(jī)的試運(yùn)行，并檢查磨機(jī)的螺栓，安裝定子最終定位[2]。

4 安裝過程中使用到的技術(shù)方法

4.1 設(shè)立基準(zhǔn)點(diǎn)

在所有的大型設(shè)備中，設(shè)立基準(zhǔn)點(diǎn)是安裝過程中重要的基礎(chǔ)，無齒輪驅(qū)動(dòng)的半自磨機(jī)也不例外，但是無齒輪驅(qū)動(dòng)的半自磨機(jī)有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，由于裝備本身沒有齒輪，因此，當(dāng)無齒輪半自動(dòng)磨機(jī)的筒體就位之后，筒體的四周以及下部定子底板的測(cè)量視角較差，為了解決這一問題，需要在周圍設(shè)立中心線標(biāo)板或者標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)。

4.2 調(diào)整軸瓦

4.2.1 質(zhì)量要求

在該無齒輪半自磨機(jī)中，進(jìn)料端和出料段的底座均由多個(gè)部分組成，主要為分體式的靜壓軸瓦，因此，在安裝的過程中，必須調(diào)整這幾個(gè)靜壓軸瓦，保證軸瓦與中空軸同心。在半自磨機(jī)未處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，這幾個(gè)靜壓軸瓦需要與中空軸結(jié)合得嚴(yán)絲合縫，保證在軸瓦的四周，不存在任何空隙。同時(shí)，必須保證半自磨機(jī)在運(yùn)行的過程中軸瓦的油壓值片與軸瓦平均壓力值的偏差[3]。

4.2.2 調(diào)整方法

在軸瓦調(diào)整的過程中，首先需要調(diào)整中空軸部件突出的軸承座，在這一過程中需要利用在安裝筒體時(shí)使用到的液壓千斤頂，保證磨機(jī)中心線與標(biāo)高滿足要求。當(dāng)定位完中空軸之后，需要調(diào)整進(jìn)料端和出料端中間位置的軸瓦，此時(shí)需要利用到軸瓦液壓系統(tǒng)，等待軸瓦完全與中空軸接觸之后，中空軸將會(huì)落到進(jìn)料端和出料端的軸瓦上，進(jìn)而調(diào)整軸瓦的筒體中心和標(biāo)高。之后，要在進(jìn)料口和出料口中間位置的軸瓦上安裝壓力表，并且將臨時(shí)的液壓系統(tǒng)開啟，此時(shí)軸瓦的壓力值會(huì)逐漸顯現(xiàn)，要做好觀察，如果發(fā)現(xiàn)在軸瓦兩端存在壓力值不等的狀況，需要調(diào)整軸瓦的兩端，但是在調(diào)整的過程中不能觸動(dòng)半自磨機(jī)的筒體中心和標(biāo)高。當(dāng)觀察和調(diào)整完畢后，軸瓦和油壓滿足要求，此時(shí)，按照同樣的步驟，在另外兩個(gè)軸瓦上安裝壓力表，完成軸瓦位置的調(diào)整工作，保證所有的軸承座軸瓦的油壓值符合在設(shè)計(jì)階段提出的要求和規(guī)范。當(dāng)軸瓦全部調(diào)整完畢之后，需要再次將臨時(shí)的液壓系統(tǒng)開啟，以檢查半自磨機(jī)筒體中心線和標(biāo)高位置，檢查全部軸瓦的油壓值，將觀察的記錄完整記錄下來，并關(guān)閉臨時(shí)的液壓系統(tǒng)，此時(shí)，使用塞尺檢查在中空軸和軸瓦之間是否存在間隙，并且將每個(gè)軸瓦高度值完整記錄下來。

4.3 檢查磨機(jī)筒體跳動(dòng)

當(dāng)軸瓦調(diào)整完畢之后，要擰緊螺栓，之后要檢查磨機(jī)筒體的跳動(dòng)情況，這項(xiàng)檢查工作的目的在于確保半自動(dòng)磨機(jī)在后續(xù)運(yùn)行的質(zhì)量，確保定子與轉(zhuǎn)子之間氣隙的穩(wěn)定性。在檢查筒體跳動(dòng)情況的同時(shí)，也可以檢查磨機(jī)筒體安裝的整體質(zhì)量情況，這樣在后續(xù)安裝環(huán)形電機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子電極時(shí)就可以有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以參考。檢查筒體跳動(dòng)情況的方法為將百分表架設(shè)在中空軸和端蓋上，使用卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)筒體，在筒體每轉(zhuǎn)動(dòng)30°時(shí)，將百分?jǐn)?shù)記錄下來，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供必要參考。

4.4 安裝定子

為了后續(xù)的安裝工作，需要將半自磨機(jī)的環(huán)形電機(jī)分為四片，其中的兩片作為上部定子，其余的兩片作為下部定子。在定子翻身作業(yè)的過程中，采用行車和汽車吊作為吊裝設(shè)備。在吊裝之前，還要完成定子的測(cè)試工作，包括定子的耐壓能力和絕緣性能，同時(shí)，還要檢查定子鐵芯固定螺栓的情況，根據(jù)檢查的情況做相應(yīng)的調(diào)整。

下部的弧形定子由于定子的基礎(chǔ)與半自磨機(jī)的筒體之間存在狹窄的空間，因此難以直接就位，必須利用臨時(shí)滑軌完成就位。等到下部定子支座下降到滑車上之后，利用倒鏈將滑車移動(dòng)到安裝的位置上，之后調(diào)整定子的中心底板和法蘭面。第二個(gè)下部定子的操作流程與前者相同，連接定位銷之后，將螺栓連接好并緊固。在吊裝上部定子的過程中，需要在半自磨機(jī)筒體之上安裝臨時(shí)的支撐，然后借助液壓千斤頂，完成微調(diào)工作。

當(dāng)下部和上部的定子調(diào)整完畢后，需要將兩個(gè)位置相反的電極安裝完畢，再次利用滑車移動(dòng)定子，在移動(dòng)的過程中，定子必須沿著半自磨機(jī)的軸線平行移動(dòng)，同時(shí)，在定子與轉(zhuǎn)子之間，必須保證有5 mm的空隙。之后，再次利用塞尺測(cè)量定子在半自磨機(jī)進(jìn)料端和出料端兩側(cè)的氣隙，比較兩者的數(shù)值，在必要的情況下，需要完成修正工作，即調(diào)整定子與底板間的墊片數(shù)量。在完成一系列的工作之后，要將定子歸位，之后，完成定子繞組和轉(zhuǎn)子電極的安裝。

4.5 安裝定子繞組和轉(zhuǎn)子電極

在安裝定子繞組的過程中，接縫處的繞組需要現(xiàn)場(chǎng)完成，其與部分可以事先安裝好。安裝繞組需要經(jīng)過復(fù)雜的流程，因此，在接縫處安裝時(shí)，一般需要定子繞組制造商出動(dòng)技術(shù)人員，首先測(cè)試羅貝爾母線，之后纏繞絕緣膠帶，安裝母線和絕緣保護(hù)蓋，之后注射環(huán)氧樹脂，測(cè)試定子高壓電氣，總之做好一切絕緣的工作。在將轉(zhuǎn)子電極固定在半自磨機(jī)的法蘭上時(shí)，需要使用高強(qiáng)螺栓，在固定的過程中充分利用法蘭之間摩擦力的傳遞力矩，電極安裝的過程詳見圖2。

在定子繞組安裝的同時(shí)，可以完成轉(zhuǎn)子電極的安裝。在安裝轉(zhuǎn)子電極之前，要在百分表的幫助下，檢查半自磨機(jī)電極安裝法蘭的跳動(dòng)情況，既要檢查軸向，也要檢查徑向，檢查完畢后要清潔轉(zhuǎn)子電極和半自磨機(jī)的法蘭。之后，需要利用轉(zhuǎn)子電極制造商提供的電極安裝工具，將電極中心和半自磨機(jī)法蘭電極中心線對(duì)準(zhǔn)，并將中心線調(diào)整到與電極法蘭頂面之后，將偏心套和螺栓安裝完畢，這樣可以在最大程度上保證轉(zhuǎn)子電極在安裝時(shí)的精度，在后續(xù)安裝的過程中，需要利用卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)磨機(jī)，以卷揚(yáng)的能力為主要依據(jù)，將轉(zhuǎn)子電極安裝完畢，避免在安裝的過程中由于偏心，導(dǎo)致重力失衡的狀況出現(xiàn)。

5 結(jié)語

通過文章的分析和研究可知，在無齒輪驅(qū)動(dòng)半自磨機(jī)安裝的過程中，需要注意基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)立、注意軸瓦的調(diào)整、注重檢查磨機(jī)筒體跳動(dòng)、注重定子、定子繞組和轉(zhuǎn)子電極的安裝。只有在安裝的過程中充分注意這些關(guān)鍵技術(shù)，落實(shí)好每一個(gè)步驟，才能完成無齒輪驅(qū)動(dòng)半自磨機(jī)的安裝工作。