振动分析从1997年起,我厂开始利用美国ENTEK公司的PM预测维修软件定期对球磨机开展状态监测,各测点位置如所示,中标注了8个测试部位,每个部位采集水平(H)、垂直(V)、轴向(A)三个方向的振动数据。以测点4(减速机输入轴非负荷端轴向)和测点6(减速机输出端垂直方向)为例,1997年至1998年间振动值见:mm/s日期测点4A测点从上中数据及平时检修情况来看,该减速机的振动有以下几个特点:(1)从1995年9月份投产以来该减速机的振动值一直比较大,而测点4(A)的振动值在所有测点中最大,一般在5.07.0mm/s,与旋转机械振动诊断的国际标准(ISO2372)对照,仍远小于)45)有色设备)200014Page2
11.2mm/s的极限值,属于允许范围之内。(2)从1997年6月至1998年8月,测点6(V)振动值逐渐增大,增长率达53%(3)此台球磨机减速机的振动值比另外一台同规格型号的球磨机减速机明显偏高,如相同部位和方向的测点4(A),另一台球磨机的振动值一般在3.03.5mm/s.(4)多次检修结果表明,测点4的轴承轴向间隙调整在0.160.40mm时,测点4(A)振动值可降至4.5mm/s以下,但轴承温度过高,达65e左右,为使轴承温度在正常范围之内(60e以下),只能调整在0.71mm,从而进一步加大了减速机齿轮的偏载程度。另外,球磨机筒体存在严重不平衡,筒体大小齿轮啮合不良,引起筒体大齿轮齿面磨损严重,振动能量通过联轴器传至减速机,也是造成减速机振较大的一个主要因素。
频谱分析以减速机输出轴负荷端(测点6)垂直方向的频谱为例,分析1998年9月份断齿前及11月份修复后频谱的变化,可以得出减速机打齿的故障征兆。1998年5月份以前频谱中减速机齿轮啮合频率1X、2X处没有明显的峰值,且幅值均在0.5mm/s以下。为1998年6月的频谱,减速机齿轮啮合频率幅值增至0.78mm/s,2X处有波峰但不明显,估计已有轻微的点蚀。
为1998年8月的减速机打齿前几天的频谱,减速机齿轮啮合频率幅值达1.2mm/s,比6月份增长53%,2X的幅值也较前增大,同时筒体大小齿轮啮合频率(65.1HZ)的1X、2X、3X处有明显的峰值,此时减速机齿轮可能已严重点蚀,而且筒体大小齿轮啮合状况也逐渐恶化。为1998年11月减速机修复后的频谱,减速机啮合频率处已没有明显的峰值,但筒体大小齿轮啮合频率(65.1HZ)的1X、2X、3X处峰值仍然较大,筒体大小齿轮啮合不良的情况没有改善,所以测点4(A)的振动值仍然偏大。
在事故检修过程中发现减速机输出轴齿轮有2个轮齿断裂,所有轮齿沿齿长方向有1/3的齿面点蚀严重,证明减速机齿轮中心线不平行,明显存在偏载现象,筒体大齿轮齿面磨损厚度约0.5mm.更换了减速机输出轴齿轮,而筒体大齿轮未更换,因此修复前后的频谱确实反映了减速机各阶段的技术状况和检修的情况。
结论减速机齿轮虽然从投产以来就存在偏载现象,但齿轮疲劳断裂事故的发生是一个逐步发展的过程,而且有明显征兆的:(1)该减速机自投产3年以来其振动值一直比另一台球磨机减速机的大100%以上,表明其技术状况不佳,又未能找出原因并处理,为事故的发生埋下隐患。(2)随着减速机技术状况的劣化,故障部位振动值逐渐增大,频谱形状也逐渐改变,尤其是齿轮产生点蚀到轮齿断裂期间,减速机齿轮啮合频率峰值明显增大。