球磨机的故障分析与诊断研究

陈亮 郭培力

摘 要： 任何设备都不能永久的使用，设备在工作过程总都会产生一些这样或者那样的问题和故障，本文介绍的球磨机在使用过程中测试和测量工作以及故障特征的分析，同时还对球磨机进行诊断分析，总结实际问题，找到能影响球磨机工作的故障原因，解决分析，从中得到启示。

关键词： 测试和测量工作；故障特征；診断分析

1.测试和测量工作

球磨机在使用的时候要对结构中关键部位进行监控与测试，需要对不同位置设定测试点，如图1.1中3、4、5、6等4个位置，分别需要测试这几个点的垂直、水平、轴向的数据。

对球磨机测试所用的仪器有计算机、PM系统软件还有HY-160单通道数据采集系统，通过这三个仪器和软件之间的配合，分析和测量数据，监控球磨机结构上的齿轮，轴承，评估它们啮合程度和运转状态，例如表1-1就是某球磨机在故障发生之后到维修完成振动通频幅值。

完好的球磨机在使用的时候，振动频率是在一定范围内确定的，在出现故障的时候，这个振动幅值会发生变化，例如表1-1中，每个时间段中的值是不同的，最后第6时间段内使设备完好的时候，相对的振动幅值最小。

球磨机的测试系统是通过传感器检测球磨机上的信号，传感器是通过计算机进行控制的，信号采集之后输送到测量装置上，在通过数据处理装置对测量的数据进行分析，输出一个数值反应测量结果。

2.故障特征

球磨机在使用过程中故障特征主要是齿轮故障特征和轴承故障特征，齿轮特征分析是通过齿轮的转速、实际啮合时候的频率，计算出第一极和第二极啮合的频率，通过这个频率对比齿轮是否发生故障，齿轮故障特征通常有内齿圈故障、太阳轮和行星轮啮合故障、行星轮故障等。

轴承故障特征的分析通过以下几个公式进行：

内环上与滚动体的接触频率：

3.诊断分析

球磨机在工业设备中属于低转速设备，运行的速度低，这就使得球磨机的运转频率变得非常重要，出现的故障有零件频率破坏、振动移位，在球磨机实际频率监控中，通过数控的采集，球磨机的频率是一个中频段。

对球磨机齿轮和轴承的故障分析中，需要选择合理的转速进行数据采集，在实际分析过程中，将球磨机振动速度在7.1mm/s的时候为报警值，如果在18mm/s的时候是危险值，图3.1为齿轮垂直方向上的频率图。

球磨机的齿轮在工作时候出现啮合频率基频及其谐频分量，并且是以谐频为主导，基频的数值相对会小一些，谐频在齿轮啮合频率的两侧会产生边带，会随着球磨机在使用的时候发生变化，故障会加大，通过图3.1的频谱可以看出，数值最大已经接近7mm/s，那就说明球磨机的齿轮啮合已经发生不良，可能的故障有齿隙游移、齿轮便宜等。

在对球磨机故障采集、分析完成之后，需要对其进行维修，在维修的时候，需要检查球磨机安装情况，查看紧固螺钉处是否发生移动，水平上是否发生倾斜等，在根据检测的数据进行轴承或者齿轮更换。

结论

球磨机在使用和运行中的噪声是比较大的，内部破碎的声音有时候会将一些问题和故障掩盖上，直到这个故障影响设备正常运行才能发现，已经到了设备必须停止检修的程度，没有将设备发挥最大利用率，造成维修的费用很高，所以在设备运行和设计之初，故障分析变得非常重要，通过诊断和排查球磨机的故障，在没有出现最大破坏之前就维修完成，将球磨机设备运行最大化，使用寿命最长。

参考文献

[1] 李晓明.球磨机运行监控与故障诊断技术应用研究.[D].2006.

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