球磨机在长时间的运行状态下,整体会发生微量形变。如果只对其中一部分进行拆除修理,再安装时,已经不能达到原机组装的精度;若要调整至原安装数据,就必须同时调整筒体和主电机,这样既需要很长的维修时间,又增加了大量的工作。本文主要论述的是,球磨机小齿轮轴吊装修理时,在不动筒体和主电机的情况下,怎样调整才能使小齿轮轴既满足大齿轮的配合,又保证和主电机的同心度,从而减少维修时间、降低成本。
一、小齿轮轴的拆除及维修
先停车、断电,再停润滑油泵,然后拆除空气离合器,拆除小齿轮轴承座的连接螺栓,拆除润滑油管的连接,吊出小齿轮轴。起吊时,应考虑吊车或者行车的负荷能力,检查吊绳的可靠情况,吊出的位置应下设枕木作垫。最后,对小齿轮轴相关部件进行维修。
二、基础件的处理
小齿轮轴吊出后,应对地脚螺栓进行检查;若损坏,应更换。地脚螺栓一般为锻件。考虑到锻件制造周期较长,可以采用加工件。加工件材质应选用 Cr40,并进行热处理,保证加工件的硬度。对二次灌浆层进行检查,出现裂纹或损坏严重,应凿出重新浇灌。
三、小齿轮安装前的准备工作
地脚螺栓安装前,必须先查看螺栓与螺母的连接情况,并把地脚螺栓清理干净。为防止螺纹发生氧化,螺纹应涂抹防锈脂。地脚螺栓套管上必须加防护盖子,防止物品掉入地脚螺栓孔内。套管埋入前,应检查位置是否符合图纸要求,其应与地脚螺栓配合良好。放置地脚螺栓之后,为标定位置方便,须使用模板支撑牢靠,然后再向埋件内放入填塞物。地脚螺栓位移偏差应在 1 ~ 2 mm,螺栓垂直度偏差应在 1/ 1000 mm 以内。地脚螺栓下方应配备垫圈,且要安装锁紧装置加固,可以运用弹双螺母或簧垫圈。混凝土强度到 75%,才能拧紧地脚螺栓。为使球磨机各底板平稳,可使用平/斜垫铁进行调整。尽量减少平/斜垫铁数量,每一组垫铁不得超过 5 块。垫铁可选用普通碳素钢加工。垫铁边缘要打磨光滑。斜垫铁制作时应保证成对垫铁尺寸相同,且具有相同斜度;斜面经磨床加工,斜度宜为10∶1 ~20∶1。所有楔子宽度为50 ~60 mm,长度保证安装在底盘内部超过地脚螺栓中心线,外部露出 10 ~ 50 mm。调平后,斜铁之间应焊接,防止移动。应保证每一组垫铁放置平稳,确保良好接触面。斜垫铁的重叠面积不应超过垫铁面积的 75%。在底座调平后,应确保各组垫铁被压实。用 0. 05 mm 的塞尺检查垫铁之间、垫铁与设备底板之间的间隙;同一垫铁塞入的长度之和应不大于垫铁长度或宽度的1/3。露出底座的长度应在 10 ~ 50 mm,同时垫铁伸入设备底座的长度应大于地脚螺栓的长度。垫铁调整好,在设备找平找正时,每一组垫铁之间应进行电焊连接。每个地脚螺栓两边都应摆放垫铁组,摆放位置应靠近地脚螺栓和在主要受力部位,并且保证平整放置不影响后续灌浆作业。相邻板组之间的距离宜为300 ~600 mm。
四、小齿轮轴的安装与调整
基础垫铁、 底板的安装及小齿轮轴的吊装
小齿轮轴须待基础混凝土强度达到 75% 以上,并经各相关方现场检查合格后,方可在基础上安装。清除主底板顶面和轴承座底面的杂物、毛刺和油污。在主轴承底板和地基上画垂直和水平的中心线,作为安装的参考线,然后把地脚螺栓和底板固定在基础上,在底板下放置垫铁,将底板的位置调整正确。球磨机主轴底板上加工面须位于同一水平面上。在安装时,用水准仪、水平仪等测量设备进行测量。通过大锤、垫铁、千斤顶等工具进行调整,达到设计要求。其纵向及横向水平度误差小于 0. 1 mm/m,底板的相对高差小于 0. 5 mm,且进料端高于出料端。轴承底板纵向中心线的同轴度偏差应小于 1 mm,横向中心线平行度偏差应小于 0. 5 mm/m。在底板上安装轴承座,确保两者的中心线全部对齐。轴承座和底板之间的接触面须在周围分布均匀,避免出现局部空隙长度大于 0. 1 mm;未接触的边界长度不应大于 100 mm,而总长度也不应超出周围总长的 25% 。安装球磨机小齿轮组件时,先在行车吊钩上挂两根绳扣,如图 1 所示。
一根挂一个手拉或电动葫芦。两根绳扣须吊在球磨机小齿轮两侧的光轴上。调整葫芦,把球磨机小齿轮吊起;平起,并挨近大齿轮,使球磨机大小齿轮的齿轮靠近;然后将球磨机小齿轮挪动至大齿圈,使球磨机大小齿轮啮合,润滑保持良好。当轴承座放在底板上后,对正连接螺栓,调整小齿轮轴向位置,对齐大小齿轮的齿宽。拧上连接螺栓,把轴承上盖打开,检查小齿轮轴位置。若位置正确,在固定端垫上 3/4 周的环形垫片,浮动端轴承端面和轴承座内端面距离应基本一致,偏差不应大于 0. 5 ~1 mm。如位置不对,应重新校对小齿轮轴向位置。如靠轴承座连接螺栓不能调整时,要松开地脚螺栓使小齿轮组件和主底板一起移动,并用大小齿轮节圆线离开 1. 58 mm 的距离,控制齿顶间隙。
小齿轮轴的检测
小齿轮的调正必须进行径向、轴向跳动,齿侧间隙,齿顶间隙的全面检测。做好各项数字记录和统计,确保小齿轮调正作业顺利进行。首先,在空气离合器上选好各检测点(本次选8个检测点),并作记号,如图 2 所示。其次,清洗、打磨检测点相对应3个齿的齿顶面和端面。然后,装上两个百分表,一个轴向,一个径向,选取一个基数调定(此次选取 4. 00 mm),利用两个百分表同时检测小齿轮径向、轴向跳动参数。最后,启动慢盘系统进行盘车,逐点检测。所得数字见表 1。
根据表 1 内的各参数值,分别画出径向和轴向跳动曲线图,如图 3、图 4 所示。
从实测数据(表1)以及曲线图(图3、图4)来看:径向跳动最大值偏差 2. 70 mm,对称点偏差 1. 92 mm、2. 47 mm、1. 59 mm、0. 97 mm;厂家给出的参数值为径向允差 0. 70 mm,已严重超标。轴向跳动最大值偏差 1. 95 mm, 对称点偏差 0. 49 mm、0. 02 mm、0. 56 mm、0. 72 mm;厂家给出的参数值为轴向允差 0. 8 mm,对称点达标,但是最大偏差不达标。
齿侧间隙检测采用塞尺测量法,如图 5 所示。检测齿侧间隙所得数字见表 2。从表 2 中的数字看,齿侧间隙已超出厂家标准值。
从表 2 中数字看,齿顶间隙超出厂家标准值(齿顶间隙 5. 5mm,齿侧间隙 1. 88 mm)。由于大小齿轮形为斜齿,检查齿轮啮合情况时是以齿侧间隙参数为准则,齿顶间隙参数只做参考。
小齿轮轴的调整
经一系列检测和数据分析后,开始对小齿轮进行校正作业。校正作业分三个阶段进行:径向校正、轴向校正、大小齿啮合校正。
小齿轮径向校正,从参数中可以算出径向调整点的具体位置,并计算各调整点的偏差平均值。即对称点1-5 偏差:1. 92 mm/2 = 0. 96 mm;对称点 2 - 6 偏差:2. 47 mm/2 =1. 24 mm;对称点 3 - 7 偏差:1. 59 mm/2 = 0. 80 mm;对称点 4-8 偏差:0. 97 mm/2 = 0. 49 mm。然后松开小齿轮轴承座连接螺栓,再用手带紧即可。完成 前期准备工作后开始进行调整。调整是进行微调,一般调整方法是在轴承座底部加装垫片(垫片为 0. 1 mm)。依照调整点的偏差平均值的情况看,小齿轮轴在径向上是右上部走偏,需在慢盘端的两个点加装垫片。根据对称点1 -5 偏差:1. 92 mm/ 2 =0. 96 mm;靠近磨机端加装 8 ~9片;根据对称点 2 -6 偏差:2. 47 mm/2 = 1. 24 mm,远离磨机端加装10 ~12 片。加装完成后,拧紧小齿轮轴承座连接螺栓。再取 8 个点,利用百分表进行径向校正作业。依照以上方式循环作业,直到最大偏差量和对称点偏差量达到厂家要求的(0. 70 mm)以内为止。
小齿轮轴向校正与径向校正方法相同,可参照径向校正的作业流程进行,以达到厂家要求的(0.80 mm以内)为止。完成轴向、径向校正工作后,再对跳动值复查检测,所得数字如图 6、图 7 所示:
从实测数据(表 3)以及曲线图(图 6、图 7)来看,径向跳动最大值偏差为 0. 68 mm,对称点偏差都在 0. 39 以内,达到厂家要求值(0. 70 mm);轴向跳动最大值 0. 94,超出厂家标准 (0. 80 mm),主要是电机端长期运行,发生位移但位移量微小。因此,径向、轴向跳动曲线图相当平滑,结果满意。
小齿轮齿圈径向、轴向调整完毕后,进行大小齿啮合情况作业。参照厂家提供的齿侧间隙标准值(1. 88 mm),对小齿轮进行调整。先以厚度为 2. 00 mm 的塞尺塞进靠电机端齿缝,若塞不进,更换塞尺;逐渐减小,直至测出齿侧间隙。再用同样的方法,塞进慢盘端,测出齿侧间隙。因为大小齿轮齿面有磨损痕迹,不能按厂家标准数字调整,以标准 ±0. 30 mm 为最佳。具体数据见表4。
五、二次灌浆施工注意事项
完成小齿轮轴找平校正工作后,紧接着进行二次浇灌。灌浆采用的砼标号至少比基础高一级。灌浆前,用力矩扳手紧固地脚螺栓,并将轴承座及底板上的油污清除,将基础上的杂物清除,并用水清洗干净。先在基础槽和主轴承底板下部凸台之间灌注环氧树脂,其抗压强度不小于 65 ~ 86. 2 MPa,然后灌浆。为了保证主轴承底板二次灌浆层的质量,基础表面应拉毛。二次灌浆时应将轴承底座下部填满砼浆液,边浇筑边振捣,不能存在间隙。二次灌浆层养护时间应根据规范执行。
六、调试
球磨机安装完、二次灌浆层养护完毕后,应进行调试。首先进行空载运行。空机运行3h(视情况而定),每隔半小时检查记录小齿轮三个点的齿面温度、低压油油压、小齿轮轴前后轴承温度和小齿轮的振动情况。本次调试均在正常范围,无明显异响,并且球磨机运行稳定。然后重负荷运行,本次运行 5 天后,观察相关数据,一切正常。
七、稳定正常运行措施
在常规操作中,当启动球磨机时,应首先启动高低压稀油站。当低压油泵开始工作,并且压力在 16 ~ 18 MPa 时,球磨机筒体会浮到 0. 13 ~ 0. 18 mm 的高度,此时球磨启动。在 20 min 之后,当大齿圈和小齿轮得 到了充足的润滑,球磨机便在0. 4 MPa 的低压力下开始流畅运行。在停止球磨机之前,首先需要暂停给矿,并继续补加水直至排空筒体内的物料,否则,物料会粘附在筒体衬板的内壁上,增加启动球磨机的负荷。在下一次启动球磨机之前,先要启动慢盘系统,不仅会在主轴承和中空轴之间形成一层油膜,还会使球磨机内的钢球物料变得均匀松散,这种方式能显著地降低启动所需的负荷。
在维护和操作稀油润滑站时,操作员必须严格遵循设备的使用和维护规定,定期检查润滑系统,确保高压和低压油泵以及相关管道的稳定工作,并确保电气系统处于良好状态。在启动球磨机的过程中,确保高压油泵达到了预设的压力,然后再进行球磨机的启 动。在球磨机停止运行超过 8h 后,如果需要重新启动,应首先启动慢盘系统以松动物料,从而降低启动过程中的工作负荷。
为了防止端盖出现漏浆现象,应经常进行清洁和润滑工作。目前采取的方法是使用橡胶板预先粘贴在端盖上,并在固定螺栓时垫上一块胶垫,以防止端盖漏浆;一旦发现螺栓松动,应立即进行紧固。此外,要定期清理大齿圈内部的油渍,确保各种大小的齿轮都能得到良好的润滑,防止齿轮过度磨损。
八、结语
球磨机小齿轮轴安装调整技术已在生产装置中运用,现运行平稳,具有实践价值。调整工作达到了预期效果,既减少了施工周期,又减少了工程量,并使设备运转恢复平稳。但由于轴向调整问题没有得到彻底的解决,因此轴向跳动偏差仍未达到标准值范围内。考虑到球磨机小齿轮为硬齿,大齿轮为软齿,在以后长时间的带负荷运行中会互相啮合,可以弥补轴向的调整偏差。
参考文献略.