DTM320/580球磨机齿轮振动原因分析

　　1　引言

　　筒式球磨机是火力发电厂中锅炉制粉系统的主要辅机设备,保定热电厂共有DTM型球磨机9台,其中5号炉甲磨煤机(型号为:DTM320/580)自投产以来,多次发生重大事故。其中89年9月13日,90年4月20日,91年4月8日先后2次发生减速箱从动轴断裂,1次传动轴轴承座断裂。2001年传动轴轴承座再次发生断裂。在此期间,还出现入口端盖溢出,传动齿轮振动加剧现象。磨煤机的频发故障严重影响着5号炉的稳定、经济运行。通过对该球磨机实际运行、检修资料的分析和一些必要的检测,本文指出齿轮振动是引起减速器从动轴断裂、传动轴轴承座断裂的主要原因,并从齿轮啮合原理出发,对引起齿轮振动的因素进行了分析,提出了改进措施。

　　2　减速器从动轴、传动轴轴承座断裂原因分析

　　在齿轮传动机构中,一对啮合齿轮可以看作一个具有质量、弹簧和阻尼的振动系统。把齿作为弹簧、齿轮本体作为质量,其力学模型如图1所示。

　　由弹簧刚度的周期性变化和齿轮公差、或者扭矩变化等外部原因引起的激振力,产生齿轮周向的(扭转)振动,引起齿轮的动载荷。这种周向振动,通过传动轴、轴承以及轴承座的变形、齿向公差等,引起径向和轴向的振动;同时,齿轮的径向、轴向振动变成轴承座的翘曲振动;齿轮的振动还会通过联轴器,传到减速器的从动轴。在齿轮振动产生的动载荷的影响下,传动轴、轴承座、从动轴受到循环变应力的作用,如果齿轮的振动得不到改善,轴承座地脚螺栓在拉应力的作用下,会发生松断,甚至使轴承座、减速器从动轴二者之中强度较低的将首先在应力集中最大处发生疲劳断裂。由齿轮振动引起的减速从动轴断裂、轴承座断裂,将严重影响球磨机的正常运行,给企业造成很大经济损失。因此,在生产中要尽量减少齿轮的振动;齿轮出现振动时,要认真查找原因,及时将振动控制在合理的范围内。

　　3　齿轮啮合基本原理

　　3.1　齿轮啮合基本定律

　　一对啮合齿轮是依靠主动轮的齿廓推动从动轮的齿廓来实现运动的传递。对于渐开线齿轮定传动比传动,当主动轮以等角速度回转时,从动轮必须按给定传动比作等速转动,如果从动轮的转速不恒定,就会产生惯性力,这种惯性力是一种附加动载荷,它不仅影响齿轮的寿命,而且会引起冲击和振动。要实现齿轮的定比传动,必须满足齿廓啮合的基本定律,即:在啮合传动的任一瞬时,两轮齿廓曲线在相应接触点的公法线必须通过按给定传动比确定的齿轮的固定节点P。

　　3.2　影响齿轮传动平稳性的指标

　　3·2·1　基节pb