球磨机试车中存在的问题探讨

云南黄金矿业集团股份有限公司鹤庆北衙金矿二选厂是2010年新建的一座规模为4000t/d的选矿厂，磨矿系统采用1台MZS5500×6600型半自磨机和2台MQY4300×7000溢流型球磨机。在球磨机试车过程中，出现轴承座抖动及瓦帮明显磨损、空负载试车小齿轮振动超标以及球磨机负荷试车规程中初装球规定不合理等问题。

1、球磨机配置情况

2台MQY4300×7000溢流型球磨机旋向不同，从排料端向进料端看，为左右旋各1台，但大小斜齿轮的配置相同，小齿轮螺旋角皆为左旋，大齿轮螺旋角均为右旋。半自磨机采用全静压轴承，球磨机采用动静压轴承，排料端轴承均为固定端。球磨机大齿圈质量约32t，半自磨机大齿圈质量约47t。慢传采用单向爪式离合器。

2、存在的问题及原因分析

2.1、球磨机固定端主轴承座抖动及瓦帮磨损

（1）问题描述：在试车时，右旋球磨机固定端主轴承座出现抖动及内侧瓦帮明显磨损的现象。

（2）原因分析：左右旋球磨机回转部受力分析分别如图1和图2所示。

①球磨机在运行过程中，回转部承受一定的轴向力，如图1所示，其中F1、F2的方向是由进料端指向排料端，但F3的方向与斜齿的螺旋角方向有关，可以与F1、F2方向相同，也可以相反，F4的大小和方向取决于F1、F2、F3的合力。

②由图1可以看出，F3的方向指向进料端时，F3的方向与F1、F2的方向相反，F4较小，轴瓦承受回转部的推力较小；反之，F4较大，轴瓦承受回转部的推力较大。

③现场2台球磨机的齿轮配置情况相同，皆为左旋小齿轮（右旋大齿轮），这样就会导致左旋球磨机回转部承受小齿轮的水平分力F3指向进料端，而右旋球磨机F3指向排料端。显然，右旋球磨机对主轴承产生了较大的轴向推力，从而导致固定端轴瓦内侧瓦帮磨损较明显及瓦座抖动。

（3）解决方案：传动齿轮螺旋角方向应根据球磨机旋向进行选择，以使小齿轮对大齿轮产生的水平分力指向进料端。当球磨机为右旋时，齿轮应配置为右旋小齿轮（左旋大齿轮）；当球磨机为左旋时，齿轮应配置为左旋小齿轮（右旋大齿轮）。

2.2、空负荷试车时跳闸停机

（1）问题描述：3台磨机在空负荷试车时，均出现球磨机刚启动，振动保护系统动作，出现跳闸停机的情况，振幅保护设定值为100μm。为查找原因，将振幅保护值调高至600μm，球磨机继续运转，发现在筒体运转的前半周振动不稳，振幅不大于50μm；在下半周，振动力急剧增大，半自磨机最大振幅可达550μm，球磨机最大振幅可达400μm，并伴随周期性金属敲击的异常声响。

（2）原因分析：经检查发现：①磨机停机、高压泵开启时，筒体在接近停止时来回摆动，并且几次试验均停在同一个位置；②齿面的接触痕迹在不同区段表现不同，半圈为工作面接触，另半圈为非工作面接触；③慢传传动时，在前半圈，单向爪式离合器工作面紧密接触，在后半圈，工作面脱离，非工作面接触，且两个半联轴器在轴向脱开约2cm的距离，半自磨机比球磨机更为明显；④电流波动较大。

通过上述现象可以看出，球磨机回转部偏重严重。球磨机在前半周运转时，是小齿轮带动大齿轮运转，小齿轮组件承受的是大齿轮的压力；而在后半周时，变成大齿轮带动小齿轮运转，小齿轮组件承受的是大齿轮向上抬起的力。这样，在球磨机空负荷运转时，由于回转部的偏重，齿轮传动因存在前后半周过渡时的冲击力及后半周小齿轮受大齿轮向上抬起的力，而产生较大的振动。

进一步分析可以发现，回转部的偏重主要是大齿圈偏重造成的，球磨机直径越大，大齿轮越重，偏重的影响越大。大齿圈的偏重在由于铸造缺陷导致的，比如胀箱、局部缩松和缩孔等。

（3）解决方案：在磨机订货时，必须向设备厂提出大齿圈及回转部偏重的控制要求，设备厂在大齿圈的制造工艺上应采取相应的控制措施。

2.3、球磨机负荷试车规程初装球规定不合理

（1）问题描述：说明书中对负荷试车的规定是：负荷试车时先向磨机内加入20%~30%的钢球，占物料总量的50%，按规定程序启动，运转无异常后，每30min加入介质总量的10%，并连续给入适量物料直至磨机达到满负荷。按该规定进行负荷试车时，矿浆磨矿细度不达标，系统开机不到30min，分级流程的泵箱及管道就因矿浆中粗砂太多而严重堵塞，负荷试车流程不畅通。

（2）原因分析：负荷试车时初次向磨机内加入20%~30%的钢球，其介质充填率仅为10%左右，而磨机要有效磨矿，介质充填率最小也要达到25%，也就是初装钢球必须达到介质总量的60%左右。

（3）解决措施：负荷试车时初次向磨机内加入钢球量由20%~30%改为60%~70%。

3、结语

球磨机试车是选矿厂建设工程及设备前期管理的重要一环，顺利试车是建设方、施工方和设备生产单位的共同目标，从设备制造及试车规程方面查找原因，消除试车中存在的问题，无疑对球磨机的性能优化具有积极意义。

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