2005年武鋼程潮鐵礦新添了一臺MQG3660型球磨機，該球磨機筒身尺寸（直徑×長度）為3600×6000(單位：mm)，是該礦年產(chǎn)150萬噸鐵精礦項目中配套項目的主體設(shè)備。該礦添置這臺設(shè)備耗資巨大，對該礦的生產(chǎn)極為重要，其目的是為了保證選礦生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。
2005年6月25日，MQG3660型球磨機安裝完畢，在隨后的空載試運行時發(fā)現(xiàn)聲音不太正常，停機檢查，發(fā)現(xiàn)主傳動齒輪中小齒輪的根部有裂紋。當(dāng)時，在場人員認為此裂紋是小齒輪在加工制造過程中由于表面質(zhì)量存在問題而引起的應(yīng)力集中逐步發(fā)展所致。為防止在投入生產(chǎn)使用的過程中發(fā)生斷齒故障，7月15日換上了一個新的小齒輪，經(jīng)過幾天空載運行磨合后便投入生產(chǎn)加載試運行，就在加載之后，立即出現(xiàn)了明顯不正常的嚙合聲。如此間斷運行了兩個月，直至9月17日，小齒輪的輪齒斷裂。9月26日，重新?lián)Q上一個小齒輪，換上之后運行時，噪聲仍然很大，并且再次出現(xiàn)斷裂。通過現(xiàn)場分析，在場人員認為嚙合噪聲的存因是嚙合間隙過大所致，因此，在這一次更換小齒輪時，對齒輪傳動的嚙合間隙進行了調(diào)整。再次啟動運行時，果然振動及噪聲比前兩次都要小，但兩個月之后，于11月30日，換上去的小齒輪又斷了兩齒。12月25日換第四個新的小齒輪，并同樣對嚙合間隙進行了調(diào)整，可這一次運行時的振動和噪聲仍然很大，僅運行10天，小齒輪就又斷了兩齒，且把小齒輪座向外推開了3 mm。
這一次，我們對小齒輪幾次斷齒的原因進行了仔細分析，找到了癥結(jié)所在，并采取了相應(yīng)的措施，2006年元月15日新齒輪安裝到位，半年過去了，斷齒故障沒再發(fā)生。現(xiàn)將故障原因分析及排除方法分別敘述如下。
三門峽富通新能源銷售雷蒙磨粉機、球磨機、雷蒙磨配件等機械設(shè)備。
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適應(yīng)物料：強度小于300Mpa物料
設(shè)備類型：雷蒙磨
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適應(yīng)物料：強度小于300Mpa物料
設(shè)備類型：礦山機械
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適應(yīng)設(shè)配：雷蒙磨
設(shè)備類型：雷蒙磨配件
1、故障原因分析
輪齒的折斷有兩種，一種是彎曲疲勞折斷：另一種是過載折斷。引起疲勞折斷的主要原因有：傳動系統(tǒng)的動載荷過大：齒根圓角半徑過小：齒根表面粗糙度值過大；滾切時齒根被拉傷；材料中有缺陷，熱處理產(chǎn)生微小裂紋及其他有害殘作應(yīng)力等。當(dāng)齒根處的交變應(yīng)力超過了材料的疲勞極限時，齒根圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋又不斷擴展，最終導(dǎo)致輪齒的彎曲疲勞折斷。而過載折斷則通常是由于短時意外的嚴重過載或沖擊載荷作用，使輪齒的應(yīng)力超過其極限應(yīng)力所造成的。載荷嚴重集中、動載荷過大及有較大的硬質(zhì)異物進入輪齒嚙合處，均可引起過載折斷。
輪齒的疲勞折斷在交變應(yīng)力的長期作用下逐漸產(chǎn)生的。由于小齒輪齒數(shù)少，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)相對較多，產(chǎn)生疲勞折斷也是有可能的。但球磨機傳動系統(tǒng)的動載荷一般都不是很大，況且在每次更換前，對新齒輪的漸開線參數(shù)、齒輪精度、表面質(zhì)量都進行了測量和檢驗，檢測結(jié)果均符合圖紙技術(shù)要求，單從MQG3660型球磨機幾次更換的小齒輪折斷時所經(jīng)歷的時間來看，筆者也認為并非完全是彎曲疲勞折斷，而應(yīng)同時歸于過載折斷。然而，在幾次折斷時，并無意外的嚴重過載情況發(fā)生，球磨機在工作過程中也沒有太大的沖擊載荷作用，傳動系統(tǒng)又不會產(chǎn)生過大的動載荷，且每次故障發(fā)生時，兩輪輪齒嚙合處，也沒有硬質(zhì)異物在其間。顯然，斷齒的主要原因是輪齒上載荷嚴重集中所致。關(guān)于這一點，在現(xiàn)場人員用紅丹粉對兩輪輪齒嚙合處著色檢查后得到了證實。現(xiàn)場人員在小齒輪的齒面上涂上紅丹粉，然后讓它與大齒輪相嚙合，在相對應(yīng)的兩輪齒分離后，發(fā)現(xiàn)齒面的接觸面積雖然達到了90%，但是靠近簡體一端著色明顯要重一些，而靠近傳動節(jié)手的一端則明顯要輕，前者僅占齒面的50%。聯(lián)想到幾次斷齒都是靠近筒體這一端，不言而喻，正是因為工作載荷集中于這一端，導(dǎo)致小齒輪在這一端的輪齒多次被折斷。
MQG3660型球磨機主傳動齒輪是一對直齒圓柱齒輪。對直齒圓柱齒輪而言，使輪齒上載荷分布不均勻的原因主要有：①齒輪在加工中產(chǎn)生的齒向誤差；②安裝后在兩齒輪軸間產(chǎn)生的平行度誤差。根據(jù)檢查結(jié)果分析，現(xiàn)場人員認為后者的可能性更大，也就是說，斷齒的根本原因是由于安裝調(diào)整不當(dāng)所引起的。
2、故障的排除方法
找到了癥結(jié)所在，在2006年元月15日的安裝過程中，現(xiàn)場人員按照MQG3660型球磨機主傳動齒輪裝配的技術(shù)要求作了如下工作：①按齒輪副中心距的偏差范圍調(diào)整兩齒輪的軸心距，保證兩輪間的齒頂間隙和齒側(cè)間隙，齒側(cè)間隙用壓鉛的方法進行測量；②調(diào)整兩齒輪軸線的平行度，使齒寬方向上紅丹泥著色后的接觸斑點印痕居中；③修磨由斷齒損傷的大齒輪齒面；④將齒部飛濺潤滑改為噴淋潤滑。經(jīng)過幾次反復(fù)調(diào)整，齒頂和齒側(cè)間隙均達到了技術(shù)要求，齒面接觸斑點也達到95%。調(diào)整后在試運行的過程中，幾乎聽不到有噪聲，機器的振動極小。從2006年元月15日至今，過去了半年多的時間，再未發(fā)生過斷齒故障。
3、結(jié)論
通過MQG3660型球磨機的斷齒故障及處理過程，筆者認為，齒輪的強度不僅與設(shè)計參數(shù)的選取、材料和毛坯的選擇、加工制造精度有關(guān)，還與其裝配精度有關(guān)。因此，在任何一臺機器設(shè)備的安裝調(diào)試過程中，都要嚴格遵守相關(guān)的安裝技術(shù)要求，否則，其后果不僅僅是產(chǎn)生振動和噪聲的問題。
