摘要：通过对火力发电厂常用的双进双出磨煤机小齿轴承座振动进行分析研究，找出产生振动的原因，从齿轮安装、啮合间隙调整磨合等方面提出了处理方案，运行表明处理后的球磨机传动齿轮副振动得到了明显的改善。
关键词：齿轮传动；啮合；振动
1引言
2019年5月我公司承接了某企业自备电厂300MW火电机组制粉系统钢球磨机的维修工程。该机组制粉系统配备了3台由沈阳重型机械集团有限公司生产的双进双出磨煤机，截止5月机组已运行8年。
1.1磨煤机性能参数
磨煤机技术性能参数：磨煤机出力75t/h；筒体有效内径4250mm；筒体有效长度6740mm；最大装球量98t；大齿轮齿数226齿；小齿轮齿数26齿；模数26mm；筒体转速16r/min。
1.2磨煤机状态
该机组所配磨煤机型号为GS4366，磨煤机已运行8年，这期间磨煤机进行过多次标准项目的常规检修，未对大小齿进行过更换或翻齿；对减速机进行过检修或更换；对小齿轴承进行过检修或跟换。随着磨煤机运行时间的延长，近年出现磨煤机大小齿振动、声音异常等现象越来越严重，小齿轴承座振动达到0.34mm,已影响到机组的安全运行，本次检修的重点工作就是解决磨煤机大小齿振动、声音异常等问题。
2球磨机齿轮副振动产生的原因
2.1大齿圈端部和径向跳动超标引起的振动
球磨机大齿圈的径向跳动和端面跳动偏差的大小是影响球磨机振动的因素之一，由于球磨机的大齿圈是由两半园组合而成，并通过螺栓与球磨机罐体端部连接。因此大齿圈的加工和安装精度对齿轮传动精度有较大的影响，尤其是在球磨机的安装、检修过程中，大齿圈的端部和径向跳动的控制尤为重要，特别是跳动偏差对齿轮传动的振动、噪声和寿命有较大的影响。
2.2大小齿齿面磨损超标引起的振动
合理的大小齿轮的齿侧、齿顶间隙是保证齿轮正常传动的必要条件之一，齿轮传动的侧间隙、顶间隙大小应适当。一定的侧、顶间隙可以补偿齿轮的制造和装配偏差，补偿热膨胀和形成油膜，防止卡住现象。由于运行时间长，大小齿齿面磨损超，导致侧间隙过大，过大的侧隙会造成冲击，引起附加载荷，从而引起振动。
2.3大小齿轮齿面的接触不良引起的振动
齿轮的接触面积用相咬合的两齿轮在沿齿长和齿高上相接触部分占齿全长和齿全高的百分数来表示，正常的接触面应均匀地分布在齿的工作面上。小齿轮轴线和大齿轮轴线之间的平行度误差超出误差范围，齿侧间隙和齿顶间隙在全齿宽上不相等，重合度变小等，都对轮齿的正确啮合产生影响，在运行中产生冲击和振动。
3有关振动问题的检查、测量、分析
3.1检查测量大齿圈端部和径向跳动值
首先检查大齿圈内圆柱面与筒体法兰紧固螺栓的紧固情况，用敲击扳手逐个检查是否有松动现象；用塞尺检查两半齿环对接面接触间隙，应小于0.1mm。
在确认大齿圈紧固螺栓无松动，两半齿环对接面接触间隙符合标准后，对大齿圈径向跳动和端面跳动进行检测。在大齿圈齿宽的中点处设置一块千分表，测微指针要垂直被测面，用来测量齿圈的径向跳动；在大齿圈的端面设置两块千分表，用来测量大齿圈的端面跳动；两块千分表分别设在大齿圈的凸肩处，并相隔180°，用来消除球磨机本身的轴间串动量，以此来校正大齿圈端面跳动量表的数据。
通过以上检查测量，大齿圈与罐体螺栓未发现松动现象，两半齿环对接面接触间隙小于0.1mm，符合标准；测得端面跳动值为0.45mm,径向跳动值为0.26mm。两个值均小于标准要求：大齿圈的径向跳动，每米节圆直径不应大于0.25mm；大齿圈的端面跳动，每米节圆直径不应大于0.35mm。
通过以上检查测量，可以判断大齿圈端部和径向跳动值，不是产生小齿振动的主要原因。
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3.2检查测量小齿轴基础螺栓及轴承
磨煤机小齿轴通过两端的轴承座用螺栓与小齿轴基础台板连接，基础台板通过4根基础螺栓地基连接。用专用扳手对基础螺栓进行紧固检查，发现4根基础螺栓均有不同程度的松动现象，这是小齿产生振动的原因之一。
3.3大小齿齿面接触情况检查测量
启动盘车，对大小齿齿面进行清理，清除齿轮表面油污。按照大小齿轮参数，用1mm厚的铁皮制作大小齿齿形样板，用齿形样板检查大小齿工作的磨损，通过检查测量，大小齿工作齿面均有不同程度的磨损，但小齿磨损较为严重，齿面有胶合现象，齿面磨损量达到4mm左右。通过检查两齿工作面的接触情况，发现两齿接触偏斜，接触点分布不均，通过以上检查测量得出两齿工作面磨损，小齿磨损较为严重，且两齿啮合不良，这是小齿产生振动和声音异常的原因之一。
4振动处理
通过以上检查、测量，结合现场实际情况，分析判断造成球磨机小齿振动和声音异常的主要原因有三个方面：一方面是大小齿磨损严重，使大小齿啮合不良所致；另一方面是小齿轴承磨损，推力检修调整不当所致；第三个方面是小齿轴轴承座基础台板地脚螺栓松动所致。
根据上述分析判断，决定采取相应的措施：（1）对小齿进行反面处理，并对大齿工作面进行打磨，重新调整大小齿啮合状态；（2）更换轴两侧轴承，调整轴承推力检修和膨胀间隙；（3）检查小齿轴台板基础和地脚螺栓，重新加固，复紧地脚螺栓。
4.1对小齿进行翻齿，并对大齿工作面进行打磨
球磨机小齿轮的使用寿命一般为1.5～2a，大齿圈的使用寿命却在12a以上，根据现场情况，决定大齿保持不动，对小齿进行翻齿工作。由于小齿翻齿需要专用设备，现场不具备翻齿条件，于是将翻齿工作委托加工。
在进行翻齿工作的同时，对大齿工作面进行打磨处理，用角磨机对大齿逐一进行打磨，用自制的齿形样板检查打磨效果，保证每一齿打磨均匀。
4.2检查处理小齿轴台板基础及地脚螺栓
将小齿轮基础台板二次灌浆全部凿掉，检查基础台板垫铁的松动情况，对有松动的垫铁重新进行打紧，然后点焊牢固。重新紧固台板地脚螺栓，检查台板水平度，台板水平度为0.1mm/m，处理完后进行二次灌浆。
4.3更换小齿轴两侧轴承及大小齿啮合调整
对翻面后的小齿轴两侧轴承进行更换，将更换轴承后的小齿轴承座置于基础台板上，调整好轴承的推力间隙和膨胀间隙，保证固定侧推力间隙为0.10-0.20mm，自由端膨胀间隙为1.2-1.5mm，轴承顶部间隙0.05-0.10mm。啮合间隙的调整：由于大小齿的齿厚均已磨损，齿侧间隙已不能作为大小齿是否啮合良好的判别依据，只能将齿顶间隙作为调整大小齿轴线平行度判别依据之一，通过压铅法或量块检测齿顶间隙及用着色法检查齿轮啮合接触斑点来调整两齿轴线的平行度。将齿顶间隙放大到10.5mm，以保证传动装置的正常运行。
调整好小齿位置后，拧紧小齿轴承座地脚螺栓，启动盘车，空载转动5-10分钟后停止转动，检查大小齿工作面啮合情况，对大齿上个别亮点进行打磨，打磨完后用着色法重新检查齿轮啮合接触情况，必要时可重新调整小齿轴承座，使其啮合接触斑点，沿齿高不应小于40%，沿齿长不应小于50%，且应趋向于中部。
最后依次调整小齿与减速机、减速机与电机、电机与盘车装置中心，消除中心偏差对振动的影响。
5.试运转
恢复系统设施，启动喷油系统，启动电机进行空载试转，测得小齿轴承座振动最大0.075mm，振动符合标准要求，异音基本消除。达到预期效果。
6.结束语
振动是转动机械常见的故障之一，引起振动的原因很多，要通过分析具体的设备情况，找出产生振动的原因，才能采取有效地措施。球磨机的安装、检修质量对声响及齿轮振动有很大的影响，尤其是大小齿轮的啮合情况对球磨机的运转状况有着重要影响，合理选择齿轮的啮合间隙并进行必要的调整是球磨机安装及维修工作中的重要环节，也是保证传动系统正常运行的必要条件。所以，在球磨机安装、维修过程中要针对不同情况采用不同的控制标准，来调整齿轮的啮合间隙，保证齿轮副的正确啮合。
参考文献
[1]朱腊梅.球磨机筒体和大齿圈的安装调整方法[J].江西铜业工程，1999(1)：40-43.
[2]球磨机齿轮副振动现象分析及技术改良云南昆明昆鼎重型机器厂
论文作者:燕学军
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/16
标签：齿轮论文; 间隙论文; 球磨机论文; 螺栓论文; 大小论文; 齿圈论文; 磨损论文; 《电力设备》2019年第17期论文;