球磨机常见故障及处理方法

西安工业大学继续教育学院毕业论文球磨机常见故障及处理方法院、系（站）学科专业：学生：学号：指导老师：2010年9月30日目录摘要··························································11绪论························································2一、背景分析···············································3（1）、故障诊断技术的发展过程以及经济意义···············4（2）、对球磨机进行故障诊断的必要性·····················5二、设备机械故障概述······································6（1）、设备故障分类····································7（2）、设备故障原因分析································8（3）、设备故障机理分析································9（4）、设备故障的规律·································10三、运行监测与故障诊断技术的应用与发展现状···············11（1）、国外运行监测与故障诊断技术的应用与发展现状·····12（2）、国内运行监测与故障诊断技术的应用与发展现状·····13四、球磨机运行监测与故障诊断技术的发展及应用·············14（1）、国内外研制成功的部分计算机预测维修系统·········15（2）、大型球磨机开发的故障诊断系统···················16２球磨机轴承故障诊断·········································17一、引言··················································18二、球磨机轴承故障特征····································19三、球磨机轴承监测、诊断方法·····························20（1）、振动诊断法···································21（2）、光纤监测技术·································22（3）、接触电阻法···································23四、小结···············································243球磨机齿轮传动系统状态检测与故障诊断·····················25一、齿轮异常的基本形式及振动特点························26（1）、齿轮异常的基本形式····························27（2）、齿轮振动及其特点······························28二、齿轮传动系统故障诊断方法····························29（1）、振动分析法····································30（2）、频谱分析法····································31（3）、小波诊断方法··································32（4）、基于载荷识别和信息融合的齿轮传动系统诊断方法··33三、球磨机齿轮传动系统故障诊断实验······················34（1）、球磨机振动标准的确定··························35四、小结················································365结论·····················································37参考文献···················································38摘要现代化生产日益向着大规模化、系统化、自动化方向发展，机械故障诊断越来越受到重视。如果主要设备出现故障而又未能及时发现和排除，其结果不仅会导致设备本身损坏，而且影响正常生产，甚至可能造成机毁人亡的严重后果。在连续生产系统中，如果主要设备因故障而不能继续运行，往往会涉及全厂生产系统设备的运行，而造成巨大的经济损失。本文在介绍故障诊断学的意义及其研究发展情况后，进一步阐述了设备机械故障以及故障诊断的分类和特点，球磨机主要故障的机理、特征及其诊断方法，并对各种监测诊断方法进行探讨分析。基于具体工业实际，本文重点针对球磨机常见轴承故障、齿轮传动系统故障、磨机“胀肚”自诊断与过程控制的监测诊断方法做了深入的探讨、研究；提出运行状态监测、故障诊断与生产过程控制相结合的系统设计思想。此外，根据球磨机主要的监测内容和特点，对球磨机实时工况与状态识别、在线分析与故障诊断进行系统设计，并完成监测诊断及生产过程控制系统的构成，确定监测诊断系统的工艺设计框架。关键词：球磨机；运行状态监测；故障诊断；过程控制１绪论一、背景分析（1）、故障诊断技术的发展过程以及经济意义西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文2在现代化生产中，机械设备的故障诊断技术越来越受到重视，如果主要设备出现故障而又未能及时发现和排除，其结果不仅会导致设备本身损坏，而且影响正常生产，甚至可能造成机毁人亡的严重后果。在连续生产系统中，如果主要设备因故障而不能继续运行，往往会涉及全厂生产系统设备的运行，而造成巨大的经济损失”。二十世纪五十年代，各种类型和性能的传感器和测振仪相继研制成功，并开始应用于科学研究和工程实际。到六、七十年代，数字电路、电子计算机技术的发展、“信号数字分析处理技术”的形成，推动了振动检测技术在机械设备上的应用。七十年代至八十年代，机械设备的状态监测与故障诊断技术在许多发达国家开始研究。随着电子计算机技术、现代测试技术、信号处理技术、信号识别技术与故障诊断技术等现代科学技术的发展，机械设备的监测、诊断研究跨入了系统化阶段，并把实验室的研究成果逐步推广到核能设备、军工设备、航空航天设备、动力设备、以及其它各种大型的成套设备中，进入了蓬勃发展的阶段.运行监测与故障诊断技术的发展及其给企业带来的经济效益密切相关。大型机械，如汽轮机、发电机、压缩机、发动机等，是石化、能源、冶金等许多行业中的关键设备，该类设备安全、稳定、长周期运行，一旦发生事故，其经济损失十分巨大。此外，由于生产的连续性，造成设备始终满负荷运行，设备损伤严重。而人工检测难度大，对于某些疑难设备故障是属于哪一类问题，往往难以分清，只能进行全面检修，从而导致工作效率低，设备运转率低和维修费用开支过大等不应有的现象发生。（2）、对球磨机进行故障诊断的必要性旋转机械是工业上应用最广泛的机械。许多大型旋转机械，如：离心泵、电动机、发电机、压缩机、汽轮机、轧钢机、球磨机等，还是石化、电力、冶金、煤炭、核能等行业中的关键设备。近年来，随着机械工业中的机械设备朝着轻型化、大型化、重载化和高度西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文3自动化等方向发展。出现了大量的强度、结构、振动、噪声、可靠性，以及材料与工艺等问题，设备损坏事件时有发生。大型旋转设备状态监测与故障诊断技术研究是国家重点攻关项目，目的是提高大型旋转设备的技术状况，减少突发性事故，避免重大经济损失”。球磨机是选矿工艺中一个应用非常广泛且十分重要的粉磨设备。日益向大型化、自动化及复杂化方向发展。这样的关键设备一旦发生故障后，往往给生产带来巨大的影响，常常因为对故障的出现估计不足，致使企业蒙受较大的经济损失。每年，企业为了保持球磨机系统处于正常运转状态的维修费用，在企业的经营费用中占有很大的比例。因此，必须对球磨设备与关键设备的运行状态和劣化的原因及运行信息的变化进行诊断。诊断的实质是把运行中的机器的征兆去和标准谱中的各种征兆进行比较来判断机器运行状态是否正常的过程，以便在事故发生前及能查明原因及时排除，或根据某些征兆，预测预报机器的运行状态，及时找到性能变化与结构变化的对应关系，及时地做出科学的判断和决策。筒形磨矿机1905年出现后，在工业生产中迅速得到应用。到目前为止，筒式磨矿机仍是最主要的工业粉磨设备，在磨机大型化发展的同时，中小型磨机在我国矿山生产中占有很大比重。在磨选生产工艺流程中，磨矿作业主要是对矿物进行单体解离，以便于选别，由此可见，磨矿作业在选矿生产中占有非常重要的地位，所以，作为选矿厂磨矿作业的主体设备——球磨机，其技术状况、设备完好率和运行效率直接影响选别作业的各项技术、经济指标。随着近几年来生产任务的连年增加，球磨机作业率持续保持在９７％以上。但是，球磨机作业率的增高，随之而来球磨机故障、隐患率增加。球磨机经常出现的生产和设备故障有：球磨机“胀肚”，轴承“烧轴”，大轴裂纹，减速机温升高、噪音大，齿轮轴断、折齿，大小齿轮磨损不均、局部缺陷、点蚀、胶合及联轴器不对中引起的噪音大、振动大等缺陷。二、设备机械故障概述西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文4设备故障，一般指设备（系统）或零部件在使用中丧失或降低其规定功能的事件或现象。在现代化生产中，由于企业的设备结构复杂，自动化程度很高，各部分、各系统的联系非常紧密，因而设备出现故障，哪怕是局部的失灵，都会造成整个设备的停顿，整个流水线、整个自动化车间的停产，直接影响着企业产品的数量和质量。正因为这样，世界各国，尤其是各工业发达国家都十分重视设备故障及其管理的研究。我国一些大中型企业，也在８０年代初就开始探索故障发生的规律，对故障进行记录，对故障机理进行分析，以采取有效的措施来控制故障的发生。（1）、设备故障分类设备故障是多种多样的，归纳起来可分为：渐发性故障和突发性故障两大类。渐发性故障：通过事先的测试或监控可以预测到的故障。是由于设备初始参数逐渐劣化而产生的。这类故障与零部件的磨损、腐蚀、疲劳及蠕变等过程有密切的关系。突发性故障：是各种不利因素以及偶然的外界影响共同作用而产生的。这种故障有：因润滑油中断而使零件产生热变形裂纹；因机器使用不当或出现超负荷现象而引起零件折断：因各项参数都达到极端值而引起变形和断裂，突发性故障往往是突然发生的，一般事先无明显征兆。设备故障还可以按其性质、影响、原因、特点等进行分类。（2）、设备故障原因分析设备故障的原因主要来自两方面：一是固有可靠性方面，二是使用可靠性方面。固有可靠性方面的原因有：设备结构上的潜在缺陷：构成设备零部件有缺陷；制造质量低，材质不佳；运输、安装不善，给设备带来潜在缺陷。使用可靠性方面的原因有：环境、条件不符合技术规范要求；人员素质欠佳，责任心不强；规章制度不健全。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文5（3）、设备故障机理分析故障机理是指诱发零部件、设备系统发生故障的物理与化学过程、电学与机械学过程，也可以说是形成故障源的原因。在研究故障机理时，需要考察的基本因素至少有对象、原因、结果。因此，故障机理可写成：对象的状态内因＋外因、诱因＝作为结果的故障模式，故障的发生受空间、时间、设备（故障件）的内部和外部多方面因素的影响，有的是某一种因素起主导作用，有的是几种因素综合作用的结果。为了搞清故障原因，必须搞清各种直接和间接影响故障产生的因素及其所起的作用。（4）、设备故障的规律设备故障的发生发展过程都有其客观规律，研究故障规律对制定维修对策，以至建立更加科学的维修体制都是十分有利的。设备在使用过程中，其性能或状态随着使用时间的推移而逐步下降。很多故障在发生前会有一些预兆，这就是所谓潜在故障，其可识别的物理参数表明一种功能性故障即将发生，功能性故障表明设备丧失了规定的性能标准。设备的故障率随时间的变化大致分为三个阶段：早