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张 龙
（河南中原黄金冶炼厂有限责任公司，河南三门峡 472100）
河南中原黄金冶炼厂有限责任公司渣选矿分厂是一座设计产能为1 170 000 t/年的铜炉渣选矿厂，磨矿系统采用1 台规格为Φ6.1×6.1 m 的半自磨机和2 台规格为Φ5.03×8.30 m的溢流型球磨机。在3 台磨机的试车过程中，出现电机轴承温度高、半自磨小齿轮三点测温红外温差大、二段磨机大齿圈异响、球磨机小齿轮轴承座漏油、低压油流低磨机跳机、半自磨机进料端回转端面工艺孔漏料等问题。
熔炼渣由渣包车运至缓冷场，渣包缓冷后倾倒至渣堆场。倒出的冷却炉渣大块物料采用移动式液压碎石机进行一次预破碎。再经过颚式破碎机，炉渣被破碎至≤250 mm 后，经2 条带式输送机向半自磨机（右装）给矿。与半自磨机配套的一段球磨机（右装）选用1 台，1 组水力旋流器与该球磨机构成闭路，以保证生产合格的旋流器溢流产品。旋流器溢流产品送至搅拌槽调浆后进行快速浮选，快速浮选尾矿进入再磨泵池，由渣浆泵扬送至二段旋流器进行分级，旋流器沉砂进入二段磨机磨机（左装），再磨至工艺要求细度后进入浮选工序。
球磨机磨矿工艺是在国内外被广泛运用于铜炉渣选矿的工艺，能接受较大的给矿粒度（最大粒度一般为200～350 mm），取代中、细碎及筛分作业。具有简化工艺流程、占地面积小、减少生产环节和粉尘污染等优点。
2.1 电机轴承温度高
2.1.1 故障描述
试车小组在对磨机进行空载试车后又进行带水试车，其中半自磨在带水试车后16 h 出现电机轴承温度高（70 ℃）跳机，二段球磨机在带水试车后10 h 出现电机轴承温度高（70 ℃）跳机。随后继续进行带水试车，2 台磨机因电机轴承温度高跳机时间间隔越来越短。根据报警点位信息提示，对电机两端轴承座检查时发现轴承座内润滑油颜色变黑，电机转子轴向发生不同程度的窜动，电机转子回转轴肩被轴瓦限位，轴瓦端面及轴肩端面均出现明显机械磨损（图1）。
图1 轴承机械磨损
2.1.2 原因分析
（1）因电机轴肩被轴瓦限位后，出现机械摩擦磨损，导致轴瓦温度持续升高至70 ℃，触发磨机报警值停机上限。
（2）限位过程中出现机械摩擦磨损，产生的金属颗粒混入润滑油中，润滑油发黑。
（3）出现故障的2 台磨机均为右装，通过查阅随机图纸分析，在磨机受到进料方向的水平分力F1小于磨机回转部承受小齿轮的水平分力F2时，F1指向出料端，F2指向进料端。显然，右装球磨机在加载后对电机主轴产生较大的轴向推力，该推力造成电力磁力中心线的轴向窜动量超出规定的范围。
（4）半自磨机及二段球磨机气动离合器安装过程中轴向锁紧装置拉杆与电机磁力中心线误差2 mm，磨机带载运行后轴向窜动量较大，造成轴端面和轴瓦端面发生磨损。
2.1.3 解决方案
（1）将两端轴瓦磨损端面尺寸用机床各车去1.7 mm，用于补偿安装误差。
（2）清洗轴承座内黄油等杂物。
（3）安装同步电机过程中，磁力中心线的调整应考虑小齿轮轴的轴向窜动，需提前分析磨机加载后小齿轮轴的受力方向，对轴向窜动的方向进行预判。
（4）经常检查润滑油的油质情况。当大量粉尘或铁屑进入润滑油中，油泵站油滤芯堵塞报警或观察油箱视油镜油质变差时，应立即停机检查，严禁设备带病运行。
2.2 半自磨小齿轮三点测温红外温差大
2.2.1 故障描述
半自磨机在试车初期，小齿轮三点测温红外温差由最初的10 ℃升至17 ℃，超过球磨机温差为8 ℃的要求。球磨机出现偏载现象，偏载会导致齿面局部负荷增大，严重的可能发生齿根折断，需对磨机齿轮啮合情况进行测量分析查找偏载根源。
2.2.2 原因分析
（1）针对上述问题，现场采用压铅法分析查找三点磨机齿面齿侧间隙，测量结果见表1（测量该数值是为反转磨机）。可知该半自磨齿侧间隙数值超过《磨机说明书》中规定1.4～2.5 mm 的标准值，且齿侧间隙的差值也超过0～0.25 mm 的范围。该齿侧间隙过大是造成磨机偏载、红外测温温差大的主要原因。
表1 三点磨机齿面齿侧间隙
（2）磨机在初次带载后的振动造成小齿轮轴承座下的薄垫片出现轻微变形和微小位移。
（3）因磨机基础位于湿陷性黄土地带，地基的微量下沉也能造成小齿轮轴承座的位移。
2.2.3 解决方案
（1）消除偏载。一般情况下啮合间隙一致、啮合接触均匀是消除偏载的核心，根据大小齿轮中心高差、中心水平距离、大小齿轮中心线与水平面形成的夹角，经计算得出齿顶及齿侧间隙与小齿轮轴承座的移动量关系，然后以筒体为参照物对小齿轮轴系进行调整。根据齿侧间隙测量结果和斜齿轮轮齿的受力分析，并且对各位置进行综合评估后，决定对电机端小齿轮轴承座进行调整，即将该轴承座向筒体侧推进0.15 mm，基础下部垫厚度为0.07 mm 的铜皮垫。调整后复核齿侧间隙，测量结果见表2。综合分析后认为，啮合面的差值由原来的0.224 mm 减少至0.111 mm，齿侧间隙的差值由原来的0.293 mm 减少至0.035 mm，符合磨机标准值。
表2 调整后齿侧间隙
（2）齿面啮合接触面校核，从大小齿轮各选择2 个啮合轮齿，使用煤油将轮齿表面润滑油脂擦拭至齿面本色，使用猩红色自喷漆喷涂至轮齿表面，然后将该齿轮进行啮合，检查齿面的接触情况，大小齿轮齿面接触率，沿齿高方向大于40%，沿齿长方向大于50%，符合磨机标准值。
（3）最终调整好后，固定小齿轮轴承座，将所有螺栓拧紧至最终力矩。
2.3 二段磨机大齿圈异响
2.3.1 故障描述
二段球磨机在经过72 h 试车后，发现二段磨机大小齿轮啮合处存在有规律的异响，该响声约2 s 出现一次，观察发现，每当大齿圈的半齿圈的连接处进入啮合区域时异响出现。
2.3.2 原因分析
（1）在使用塞尺对大齿圈结合缝进行检查时，使用0.25 mm塞尺能插入，插入深度达到30 mm，超出说明书中规定的使用0.05 mm 塞尺插入深度不得大于20 mm 的标准，大齿圈结合缝间隙过大是造成异响的主要原因。
（2）使用力矩扳手并调整至规定力矩将大齿圈结合缝连接螺栓紧固后，异响仍在，随后又对大齿圈的半齿圈结合面进行检查时，发现该结合面内存在杂质。
2.3.3 解决方案
（1）使用煤油清理大齿圈结合缝处杂质。
（2）使用力矩扳手并调整拧紧力矩至2466 Nm，将大齿圈结合缝连接螺栓重新紧固。
（3）复查大齿轮径向跳动，同时测量大齿轮端面的轴向摆动，径向跳动差值为0.50 mm，轴向摆动差值为0.60 mm，均符合安装标准，拧紧所有调整螺栓的防松螺母。
2.4 球磨机小齿轮轴承座漏油
2.4.1 故障描述
球磨机小齿轮轴承座采用油浴润滑方式，轴承型号为23280CA/W33 和3053280K。由磨机稀油泵站供油，循环使用的油量同时起到轴承散热作用，但轴承座两端面均出现漏油情况，漏油引起油站油位降低，也对现场试车环境造成影响，通过对比发现半自磨机无此故障。
2.4.2 原因分析
（1）从小齿轮轴承座油封设计结构分析，通过查阅球磨机小齿轮轴组图纸及半自磨机小齿轮轴组图纸对比发现，球磨机轴承座的密封形式为迷宫密封，迷宫密封的下方设置有回油口，回油口设置在迷宫密封内侧下部，半自磨机轴承座密封形式为三舌型夹布油封加迷宫密封，迷宫密封起辅助作用。
（2）小齿轮轴承在安装过程中，为了便于轴孔配合，会使用少量黄油以便于安装，轴承座内残余的黄油容易造成迷宫密封回油口堵塞，轴承及轴承座在使用初期，润滑管路中也会产生微量的铁屑等杂质。当球磨机迷宫密封回油口被异物（黄油或杂质）堵塞时，在小齿轮轴承工作时循环的油流将从轴承箱透过迷宫流道泄漏至轴承座外端面。
2.4.3 解决方案
（1）拆开轴座上盖，清理轴承座内残余的黄油、铁屑等杂质和迷宫密封回油孔。
（2）调整小齿轮油流，在保证轴承得到正常润滑的情况下，将油流量调整至5 L/min。
（3）在大修时改进轴承座密封形式，改为夹布油封加迷宫密封形式。
2.5 半自磨机低压油流低故障跳机
2.5.1 故障描述
半自磨机在正常试车过程中，低压油压线性下降至0.12 MPa，低于PLC 内设置的低压值，磨机跳机。
2.5.2 原因分析
磨机稀油润滑泵站在工作时，配套出口管路阀门因振动出现松动后，阀门开度超过预设调节值，低压油路系统油压变低。
2.5.3 解决方案
（1）对磨机润滑系统中阀门开度值进行标识后，采取悬挂配重块等方式进行防松处理。
（2）经常检查稀油泵站中油泵、过滤器、阀门和管路的运行情况，以及润滑系统的油温和油压，油泵存在故障时及时进行检修和更换油泵，油管被堵塞时，停机找出堵塞点并解决，过滤器堵塞时应及时进行倒换并更换。进油管路的阀门没有打开到合适位置时，要及时进行调整到合适位置。
2.6 半自磨机进料端回转端面工艺孔漏料
（1）故障描述。半自磨机在带水试车时，进料端进料压套端面工艺孔漏水，在对工艺孔进行简单封堵后，漏水现象依然存在，与设备生产单位技术人员及安装单位沟通后得出，该工艺孔的设置目的是检验进料密封环及进料衬套的密封情况，若出现漏水，在半自磨机带载后泄漏的矿浆将对进料中空轴内侧壁产生回转研磨现象，缩短进料端轴瓦的使用寿命。
（2）原因分析。进料衬套和筒体配合面端部安装的Φ25 mm橡胶棒失效，未能起到阻止筒体内矿浆通过衬套及端盖配合间隙流向中空轴内侧壁的作用。
（3）解决方案。拆卸进料压套与中空轴端面螺栓，使用4-M48×400 mm 螺栓安装在进料压套的拆卸孔内，将进料密封环连同进料衬套一并向筒体外侧移动200 mm，重新安装Φ25 mm橡胶棒后漏料问题解决。
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，顺利试车及时排除故障是建设方、施工方、设备生产单位及业主单位的共同目标。在试车过程中，大型设备难免会出现一些突发性故障，甚至是事故，采用常规的处理方法难以解决，必须打破常规，从设备制造及试车规程方面查找原因，结合项目建设具体情况，灵活运用相关资源，就地取材，因地制宜地制定整改方案，快速修复损坏部件，排除故障，恢复设备正常运转，才能保证后续生产有序进行。把大型设备隐患排除在试车环节，无疑对球磨机的性能优化及后期维护管理具有积极意义。
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