Исследование метода обнаружения и регулировки несоосности открытого зубчатого колеса минеральной мел

источник: Журнал о горнодобывающем оборудованиивремя: 2023-06-05 13:04
Введение: Открытые зубчатые колеса являются ключевыми компонентами мельниц для измельчения полезных ископаемых, и перекос является распространенной проблемой при эксплуатации.Несоосность больших и малых зубчатых колес приведет к частичной нагрузке на местную поверхность зуба. Неправильный метод обнаружения или регулировки может привести к повреждению поверхности зуба и даже к поломке зубьев, что серьезно сократит срок службы зубчатого колеса.В сочетании с практическим опытом обслуживания открытых зубчатых колес на мельницах по переработке полезных ископаемых представлен метод определения несоосности по разнице температур поверхности зубьев в режиме реального времени и вибрации посадочного места подшипника, а также изучены и обобщены способы эффективной регулировки углового смещения открытых зубчатых колес с помощью боковых зазоров и прокладок, что обеспечивает руководство для научных испытаний и эффективной регулировки.

Из-за тяжелых условий работы открытой зубчатой передачи мельницы для измельчения полезных ископаемых, особенно при возникновении перекоса, местная поверхность зубьев подвергается высоким нагрузкам, что приводит к преждевременному образованию ямок или растрескиванию поверхности зубьев, что значительно сокращает срок службы зубчатого колеса; когда частичная нагрузка слишком велика, поверхность зуба большой шестерни даже ломается и выходит из строя.В соответствии с бытовыми примерами, время, необходимое для ремонта сломанного зуба путем наплавки, составляет около 3 ~ 6 дней; если зубчатое колесо нуждается в замене, требуется не менее 15 дней при условии, что персонал, приборы и запасные части к зубчатому колесу готовы на месте; кроме того, существует неопределенность в отношении эффекта использования после ремонта, который принес огромные экономические потери производству и эксплуатации.

Перекос открытого зубчатого колеса является распространенной проблемой при эксплуатации мельниц для обогащения полезных ископаемых, и основные причины заключаются в следующем.

(1) На ранней стадии монтажа, во время нагрузочного испытания мельницы, температура груза, корпуса цилиндра, подшипника и других компонентов повысилась, изменился прогиб корпуса цилиндра, тепловая деформация и т.д., а также изменилась центровка открытой шестерни.

(2) При работе мельницы для измельчения полезных ископаемых со временем осадка основания различных деталей, таких как главный подшипник и вал шестерни, становится неравномерной, что влияет на центровку открытой шестерни; кроме того, неизбежная вибрация приводит к уменьшению момента затяжки болта неподвижного гнезда подшипника. в результате мгновенного удара в процессе пуска опорная плита группы зубчатых валов также может сместиться относительно большой шестерни.

В реальном производственном процессе аварии оборудования со сломанными шестернями часто происходят из-за неправильных методов обнаружения несоосности открытых шестерен и неспособности вовремя обнаружить и принять меры.При смещении зубчатого колеса в процессе выполнения регулировки из-за жесткого производственного плана требуется сразу эффективно выполнить регулировку и достичь заданного диапазона отклонения температуры, что является распространенной технической проблемой.Иногда используется неправильный метод регулировки, что еще больше усиливает частичную нагрузку на поверхность зубьев, что не только увеличивает время незапланированного технического обслуживания из-за переделок, но и может привести к необратимому повреждению поверхности зубьев больших зубчатых колес.Автор провел углубленный анализ, исследование и краткое изложение вышеуказанных вопросов, соответственно, чтобы обеспечить правильное руководство для научного и обоснованного тестирования, правильной и эффективной регулировки несоосности.

1 Введение в метод обнаружения несоосности

Метод обнаружения несоосности открытой передачи обычно делится на автономный метод обнаружения и онлайн-метод обнаружения.Автономный метод обнаружения включает в себя метод измерения бокового зазора и метод определения площади контакта; онлайн-метод обнаружения включает в себя онлайн-метод измерения температуры поверхности зуба и онлайн-метод измерения вибрации седла подшипника.Автор только вводит метод онлайн-обнаружения.

1.1 Метод измерения температуры поверхности зуба в режиме онлайн

Несоосность открытых зубчатых колес приведет к неравномерному распределению нагрузки по всей поверхности зуба и приведет к высоким рабочим температурам в точках высокой нагрузки.Когда температура поверхности зуба более равномерная, это указывает на то, что поверхность зуба подвергается равномерной нагрузке, а также на то, что зубчатое колесо находится в лучшем состоянии центровки.

Обычно для определения того, смещена ли открытая шестерня, используется температура поверхности зубьев ведущей шестерни, а не большой шестерни.Это связано с тем, что при реальной эксплуатации обнаруживается, что температура и отклонение поверхности зубьев большого зубчатого колеса меньше, чем у малого зубчатого колеса, что не может точно отразить проблему несоосности зубчатого колеса; в то же время точность установки большого зубчатого колеса влияет на распределение температуры поверхность зубьев большой шестерни в разных местах также неодинакова.На рисунках 1 и 2 представлены тепловизионные схемы больших и малых зубчатых колес мельницы в процессе эксплуатации.На рисунке 1 показано, что отклонение температуры поверхности зуба ведущей шестерни составляет около 10,6℃, а максимальная температура поверхности зуба составляет 58,7 ℃.На рисунке 2 показано, что отклонение температуры поверхности зуба большого зубчатого колеса составляет менее 1,0 ℃, а максимальная температура поверхности зуба составляет 38,0 ℃, что на 20,7 ℃ ниже максимальной температуры поверхности зуба малого зубчатого колеса. В то же время распределение температуры поверхности зуба малого зубчатого колеса поверхности двух больших зубьев шестерни, снятые в смежные моменты времени, также немного отличаются.


Рисунок 1 Тепловизионное изображение поверхности зуба ведущей шестерни шлифовального станка в процессе эксплуатации


Рис. 2 Тепловизионное изображение поверхности зуба большой шестерни шлифовального станка в процессе эксплуатации

Температура поверхности зубьев ведущей шестерни обычно измеряется в режиме онлайн с помощью трех инфракрасных датчиков температуры, установленных на крышке шестерни, как показано на рисунке 3.Использование ручного термометра для регулярного измерения температуры поверхности зуба через смотровую дверцу и сравнения ее с данными инфракрасного датчика измерения температуры для обеспечения точности данных онлайн-мониторинга также очень необходимо.В то же время, являясь профессиональным инструментом мониторинга, тепловизор может предоставлять более интуитивно понятную и исчерпывающую информацию о распределении температуры.Например, нарисуйте температурную кривую в определенном месте вдоль направления ширины зубца, чтобы получить самую высокую, самую низкую и среднюю температуру в любой точке, линии или области, как показано на рисунке 4.Видно, что самая высокая температура в месте мониторинга составляет 67,61℃, самая низкая температура - 58,10℃, а средняя температура - 64,70℃.


Рис. 3 Инфракрасный датчик температуры, установленный на крышке редуктора


Рисунок 4 Тепловизионное изображение и анализ поверхности зуба ведущей шестерни фрезы

1.2 Метод оперативного измерения вибрации посадочного места подшипника

Поскольку продольное совпадение открытых винтовых зубчатых колес мельницы обычно превышает 1, передаточное отношение относительно стабильно, так что величина вибрации на посадочном месте подшипника не может чувствительно отражать состояние несоосности зубчатой пары, ее можно использовать только в качестве эталонного метода определения.В таблице 1 приведены данные о вибрации горизонтального посадочного места вала-шестерни для двух частот зацепления зубчатых колес при четырех различных отклонениях температуры мельницы.Данные показывают, что нет большой корреляции между отклонением температуры поверхности зуба и величиной вибрации. Даже если зубчатое колесо явно смещено, величина вибрации, в 2 раза превышающая частоту зацепления, также невелика.В таблице 2 приведены температурные отклонения поверхности зуба и данные о вибрации посадочного места подшипника до и после регулировки несоосности.Можно видеть, что температурное отклонение четырех комплектов несоосных открытых шестерен после регулировки уменьшилось по меньшей мере на 80%, в то время как большая часть значения скорости вибрации посадочного места подшипника снизилась более чем на 15%.


Таблица 1 Данные о вибрации горизонтального посадочного места подшипника


Таблица 2 Регулировка отклонения температуры передней и задней поверхностей зубьев и данных о вибрации посадочного места подшипника до и после смещения

2 Исследование метода регулировки несоосности

  Несоосность открытой передачи обычно проявляется в виде параллельного несоосности, углового несоосности и полного несоосности. Различные формы имеют разные эффекты, и для регулировки необходимо принять соответствующие меры.

2.1 Параллельное смещение

Параллельное смещение происходит реже в реальных условиях работы оборудования, и воздействие на него относительно невелико. Здесь не будет проводиться никаких углубленных исследований.Параллельное смещение в основном проявляется в том, что значения бокового зазора или верхнего зазора на обоих концах поверхности зубьев ведущей шестерни и большой шестерни относительно совпадают в горизонтальном направлении, но относительные положения двух конструктивных соединений шестерни перекрываются или расстояние слишком велико, что иногда вызывает ненормальную вибрацию, высокая температура поверхности зуба и другие проблемы, которые можно устранить на месте с помощью общего перемещения.

2.2 Угловое смещение

Несоосность углов приведет к неравномерному распределению нагрузки вдоль направления зуба, а температура поверхности зуба будет отклоняться.Угловое смещение делится на горизонтальное угловое смещение и вертикальное угловое смещение, как показано на рисунках 5 и 6.


Рис. 5 Принципиальная схема смещения горизонтального угла


Рис. 6 Принципиальная схема смещения вертикального угла

2.2.1 Смещение горизонтального угла

Когда горизонтальный угол неправильный, существует значительная разница в величине бокового зазора на обоих концах поверхности зубьев ведущей шестерни и большой шестерни. Величину бокового зазора можно поддерживать, перемещая одну сторону посадочного места подшипника, и нагрузка распределяется равномерно, что в конечном итоге проявляется в равномерной температуре поверхности зуба.Чтобы определить величину горизонтального перемещения и достичь цели приблизить значение бокового зазора к одному и тому же только с помощью одной регулировки, необходимо освоить количественную зависимость между горизонтальным перемещением посадочного места подшипника и значением бокового зазора.На рисунке 7 показан метод измерения бокового зазора.Следует отметить, что из-за влияния температуры окружающей среды в течение дня и ночи, а также скачка конца и диаметра большой шестерни величина бокового зазора в отдельных положениях будет колебаться, но величина бокового зазора зубьев, измеренная на рисунке 7 x1+x2 (сумма два значения бокового зазора зуба между левой контактной поверхностью и поверхностью зазора с зазором) и x3+x4 (сумма двух значений бокового зазора зуба между правой контактной поверхностью и поверхностью зазора с зазором) должны быть как можно меньше, и на контактной стороне зазора не должно быть.


Рис. 7. Метод измерения бокового зазора

На рисунке 8 показана принципиальная схема установки больших и малых зубчатых колес.При фактическом техническом обслуживании измеренное значение бокового зазора на поверхности зуба соответствует значению изменения бокового зазора jbn на окружности соединения. В соответствии с геометрическими характеристиками зубчатого колеса формула преобразования может быть получена путем объединения позиционного соотношения между большим и малым зубчатыми колесами.

Где: Δs - расстояние перемещения вала шестерни по горизонтали, мм; θ - угол установки большой и малой шестерен, (°); an - угол нормального прижима шестерни, (°).

Например, если расстояние горизонтального перемещения Δs=1 мм с одной стороны вала шестерни предполагается равным θ=14° и an=25°, то jbn=0,9 мм, то есть величина изменения бокового зазора на окружности соединения составляет 0,9 мм.


Рис. 8 Принципиальная схема положения установки большой и малой шестерен

2.2.2 Смещение вертикального угла

Когда значения бокового зазора и верхнего зазора на обоих концах поверхности зубьев ведущей шестерни и большой шестерни в основном одинаковы, температура поверхности зубьев по-прежнему показывает отклонение, о котором можно судить как о смещении вертикального угла.В это время необходимо отрегулировать зубчатую передачу вверх и вниз в вертикальном направлении, чтобы обеспечить равномерное зацепление и опору на обоих концах.На месте было собрано несколько комплектов зубчатых колес с несоосностью по вертикальному углу, и были проанализированы и изучены изменения отклонения температуры, величина регулировки и фактическая рабочая мощность мельницы до и после регулировки. Автор предложил эмпирическую формулу регрессии.

Где: S - требуемая величина регулировки прокладки, мм; ΔT - значение разницы температур, которое необходимо отрегулировать, ℃; Lr - соотношение сторон мельницы, P1 - фактическая рабочая мощность, кВт; Pn - номинальная установленная мощность мельницы, кВт.

Формула (2) учитывает влияние различных форматных соотношений технических характеристик мельницы и прогиба цилиндра при различных нагрузках на отклонение температуры и позволяет более надежно определить величину регулировки установленного вала шестерни в случае смещения вертикального угла.Комбинируя 7 наборов фактических данных, приведенных в таблице 3, формула (2) используется для расчета величины регулировки прокладки. Максимальная разница между результатом и фактической величиной регулировки прокладки составляет менее 0,05 мм. Кривая сравнения показана на рисунке 9.Соответствует требованиям к конструкции и точности регулировки на месте.


Таблица 3 Используйте прокладки только для регулировки данных об отклонении температуры передней и задней поверхностей зубьев


Рисунок 9 Сравнение фактической величины регулировки прокладки и расчетной величины регулировки прокладки

3 Обсуждение

Регулировка несоосности открытого зубчатого колеса является высокоточным операционным процессом. Необходимо использовать стрелочный индикатор для регистрации и подтверждения фактического смещения неподвижного конца и посадочного места подшипника плавающего конца в процессе регулировки.В то же время необходимо учитывать такие факторы, как зазор в подшипнике, последовательность крепления болтов посадочного места подшипника и соосность вала шестерни и двигателя или редуктора, и уровень квалификации оператора легко влияет на результаты.Особенно в тех случаях, когда двигатель не может быть отрегулирован, при регулировке ведущей шестерни необходимо всесторонне учитывать соосность соответствующей муфты, чтобы избежать аномальной вибрации, вызванной чрезмерной соосностью муфты после регулировки соосности открытой шестерни.

4 Заключение

Несоосность открытого зубчатого колеса является распространенной проблемой при эксплуатации мельницы. Возникновение этой проблемы не способствует долгосрочной стабильной работе большого зубчатого колеса и может привести к прямому повреждению зубчатого колеса в краткосрочной перспективе, если оно серьезное.Благодаря онлайн-методу определения температуры поверхности зуба проблему несоосности можно вовремя обнаружить.Для распространенных ситуаций несоосности углов наиболее эффективным решением является регулировка посадочного места подшипника шестерни по горизонтали и вертикали.Следует отметить, что перед началом регулировки необходимо определить, вызвано ли отклонение температуры несоосностью и конкретным типом несоосности.

Принимая во внимание требования к регулировке бокового зазора в случае несоосности горизонтального угла, для эффективного и точного осуществления регулировки в сочетании с геометрией зубчатого колеса фрезы определяется взаимосвязь между горизонтальным перемещением вала шестерни и изменением бокового зазора.

Что касается того, как определить сложность регулировки толщины прокладки в случае несоосности вертикального угла, то в сочетании с 7 наборами фактических данных о регулировке на месте всесторонне рассматриваются различные пропорции спецификаций мельницы и влияние прогиба цилиндра при различных нагрузках на отклонение температуры, а также поддающийся количественной оценке результат. предложена эмпирическая формула регрессии.Максимальная разница между величиной регулировки прокладки, рассчитанной по этой формуле, и фактической величиной регулировки прокладки составляет менее 0,05 мм, что соответствует требованиям точности регулировки.Он также может проверить и скорректировать эмпирическую формулу регрессии для расчета и регулировки толщины прокладки на основе дополнительных данных на месте, снизить техническую сложность регулировки открытой передачи, сэкономить время на регулировочных работах и создать благоприятные условия для долгосрочной безопасной и бесперебойной работы зубчатой пары.

Из-за различных условий работы каждой мельницы, когда вышеуказанные методы неудобны или эффект регулировки не идеален, необходимо использовать краситель, чтобы проверить фактический контакт разомкнутого зубчатого колеса, проанализировать причину и принять другие соответствующие меры.

Формат цитирования:

[1] Чжоу Цзе, Ли Чао, Хань Чуньян.Исследование метода обнаружения и регулировки несоосности открытого зубчатого колеса мельницы для измельчения полезных ископаемых.[J].Горнодобывающее оборудование,2023,51(5):34-38.

Рекомендуемые продукты

Рекомендуемый случай

Получить планы и котировки

сервисное преимущество