来源:鑫海矿装
举例分析选矿球磨机轮齿断裂故障原因
某用户反映,选矿球磨机安装完毕后,空载试运行时声音不太正常,停机检查发现,主传动齿轮中小齿轮的根部有裂纹。这是什么情况呢?鑫海专家对此设备进行了实地考察分析。
一开始,维修人员认为小齿轮裂纹时加工制造过程中,由于比傲慢质量存在问题而引起的应力集中逐步发展所致。但是换了一个新的小齿轮经过几天空在磨合之后投入生产试运行,还是产生了不正常的啮合声,运行了两个月,小齿轮轮齿直接就断裂了。
现场分析认为,啮合噪声的存因是啮合间隙过大。因此,对齿轮传动的啮合间隙进行了调整。再次启动运行,果然振动及噪声有所减小,但两个月之后,小齿轮断了两齿。换第四个新的小齿轮,并同样对啮合间隙进行调整。这一次仅运行10天,小齿轮轮齿就断了,且把小齿轮座向外推开了3mm。
专家对此问题进行了集中研究,分析轮齿的折断有两种,一种是弯曲疲劳折断;另一种是过载折断。
引起疲劳折断的主要原因有:传动系统的动载荷过大;齿根圆角半径过小;齿根表面粗糙度值过大;滚切时齿根被拉伤;材料中有缺陷,热处理产生微小裂纹及其他有害残余应力等。当齿根处的交变应力超过了材料的疲劳极限时,齿根圆角处产生疲劳裂纹,裂纹又不断扩展,最终导致轮齿的弯曲疲劳折断。
过载折断则通常是由于短时严重过载的冲击载荷作用,使轮齿承受的应力超过其极限应力所致。载荷严重集中、动载荷过大及有较大的硬质异物进入轮齿啮合处,均可引起过载折断。
但选矿球磨机传动系统的动载荷一般都不是很大,况且在每次更换前,对新齿轮的渐开线参数、齿轮精度、表面质量都进行了测量和检验,检测结果均符合图纸技术要求,据此分析应是疲劳和过载的共同作用。
专家对折断情况及设备工作情况进行分析,发现并无意外或者严重过载情况发生,也没有太大的冲击载荷作用,且每次故障发生时,两轮轮齿啮合处,也没有硬质异物在其间。由此判断,断齿的主要原因应是轮齿上载荷严重集中。
这一推断,专家通过用红丹粉对两轮轮齿啮合处着色检查后得到了证实。现场检查发现齿面的接触面积虽然达到了90%,但是靠近筒体一端着色明显要重一些,而靠近联轴器的一端则明显要轻,前者仅占齿面的50%。
且几次断齿都是靠近筒体这一端,遂得出结论,正是因为工作载荷集中,导致了小齿轮的多次折断。
专家得出结论说工作载荷集中导致了小齿轮的多次折断,那么导致轮齿工作载荷集中分布不均又有哪些原因呢?
其轮齿上载荷分布不均匀的原因主要有:齿轮加工中产生的齿向误差;安装后两齿轮轴间的平行度误差。根据检查结果,该机断齿的原因是由于安装调整不当所致。
找到问题在进行解决就变得很简单了,鑫海矿山专家建议用户按照选矿球磨机主传动齿轮装配技术要求作相应调整,具体调整方法如下:
按齿轮副中心距的偏差范围调整两齿轮的轴心距,保证两轮间的齿顶间隙和齿侧间隙,齿侧间隙用压铅的方法进行测量;
调整两齿轮轴线的平行度,使齿宽方向上着色检查后的接触斑点印痕居中;
修磨由于断齿损伤的大齿轮齿面;
将齿部飞溅润滑改为喷淋润滑。
经过几次反复调整,齿面接触斑点达到95%。试运行中几乎听不到噪声,机器的振动也小。至今,已使用了一年多的时间,再未断齿。
鑫海矿山从事矿山机械设备二十余年,专注于矿山机械的设计与研发,对于设备可能出现的各种小问题都予以重视,坚信“三人行必有我师”,取长补短,注重学术交流,争取从交流中激发出更多的创意和想法,设计出更多更好的矿山机械设备,欢迎新老客户咨询选购。