球磨機的關鍵部件為盛裝物料的迴轉體，迴轉體由進料部、筒體部和出料部組成，端蓋則是進、出料部中的關鍵件，分為進料端蓋和出料端蓋。
某溢流型球磨機運行一年後，端蓋根部出現裂紋現象，現場停機處理給用戶造成了經濟上的損失。現場裂紋位置見圖1，圖紙上的裂紋為見圖2。裂紋位置位於端蓋支撐與錐形端蓋交匯處附近。
1.裂紋產生的原因
1）製造過程方面
該球磨機的出料端蓋產生裂紋時，考慮到當時製造週期的原因，分析可能鑄件本身存在影響強度的缺陷。
所以，通過立式車床，對此件產生裂紋的端蓋進行去除表面的方法，沿裂紋進行圓周層層切削，以檢測鑄件是否存在夾渣、縮松或裂紋等缺陷，直至完全車透，未發現裂紋源及影響強度的缺陷。
在鑄造過程中可能產生的偏箱現象，致使端蓋壁厚厚度均比圖紙設計尺寸薄10mm左右，這是產生裂紋的主要原因之一。
2）安裝過程方面
磨機在運行過程中承受物料及磨破介質的循環衝擊和擠壓作用，磨機的迴轉部分在運行過程中要不承受額外附加力，其端蓋與筒體之間、端蓋與軸承座之間的同軸度精度必須達到技術參數要求。
鑄造產生尺寸偏差，是裂紋產生的被動原因，而對於磨機工況來說，安裝精度則是引起受力狀態變化的關鍵原因。因此，安裝精度及迴轉部同軸度的精度不夠，致使端蓋在運轉過程中承受剪切力過大，可能是導致裂紋產生的另一原因。
3）使用維護方面
除製造及安裝問題，使用維護往往也是現場質量問題發生的要因之一，比如超負荷運轉、基礎鬆動、螺栓鬆動、檢修維護不及時等。
2. 製造分析
1）端蓋鑄造上進行改進
砂型製作過程中對R處放置排氣物質，減少R處鋼水過熱及型砂的潰散性。爐料上採用精料鍊鋼保證鋼水內在質量，減少鑄件內部缺陷。鑄件較大，熱處理要調整保溫工藝，保證鑄件晶粒細化，強度達到技術要求。
端蓋法蘭尺寸較大，鑄造收縮容易變形，加工時要細緻，保證不偏心，保證R處尺寸在圖紙範圍內。
購置探傷設備，在原有的檢測工序（採用磁粉探傷）中增加了適合於裂紋檢測的工序，即R處局部超聲波探傷的檢測工序，以保證端蓋的R區域周邊的內在質量。
2）加強工藝過程檢驗
為確保生產工藝流程順暢，嚴格根據技術協議要求，編寫相關機加、特殊過程、探傷、塗裝及包裝相關工藝文件。
3. 安裝分析
安裝上進行整改：在更換端蓋時，將對磨機迴轉部的同軸度，迴轉軸線的同軸度，齒側間隙進行全面的檢測和調整。
如圖3所示，端蓋、筒體及齒圈把合後形成磨機的迴轉部分，其軸線定義為筒體迴轉中心線，小齒輪裝置、減速機及電機形成磨機的傳動部分，其軸線定義為傳動軸中心線。
如何使筒體迴轉中心線和傳動中心線平行，如何使其水平投影距離符合圖紙要求是磨機能否正常運轉的關鍵。要使上述兩條軸線符合要求，其單獨的軸線同軸度是否符合要求是首要因素。即進料端蓋、筒體及出料端蓋組裝後的軸線同軸度。小齒輪裝置與減速機連接後的同軸度。
1）滿足迴轉軸線同軸的參數及要求
端蓋加工尺寸公差及形位公差滿足設計圖紙要求；筒體加工尺寸公差及形位公差滿足設計圖紙要求；大齒輪加工尺寸公差及形位公差滿足設計圖紙要求；上述工件把合定位精孔加工尺寸公差及形位公差滿足設計圖紙和加工工藝要求；安裝過程主軸承底板的找正精度符合《安裝說明書》及相關標準、規範的要求；主軸承底板的安裝水平不應大0.20/1000；兩底盤的相對標高偏差不應大於0.5mm，並使進料端高於出料端。
迴轉軸線同軸的檢測及要求，兩中空軸的軸線理論上應在同一直線上，用百分表在主軸承端面上間接測量，其端面跳動應符合表1的要求。
表1 主軸承端面跳動偏差值
上述涉及的所有尺寸，均可以進行測量，滿足設計圖紙和加工工藝要求，迴轉軸線在理論上即認定其合格。
2）滿足傳動軸線同軸的參數及要求
傳動軸和電動機軸（或減速器軸）的同軸度不應大於0.3mm；安裝水平不應大於1.0/1000，並應與磨機的傾斜方向一致。小齒輪底板、減速機及電機安裝滿足平面的水平誤差＜0.06mm。滿足上述條件即可認定傳動軸線同軸度滿足設計要求。
滿足筒體迴轉軸線與傳動軸線平行的參數及要求：
如圖4所示，球磨機大小齒輪組齧合佈置圖：序號1為齒輪副中心距，序號2為兩軸線水平標高差，序號3為兩軸線水平投影尺寸。這三條線理論上組成一個封閉三角形，其決定兩軸線的平行，並影響磨機的正常運轉。
傳動軸線與筒體迴轉軸線的平行度偏差，每米不應大於0.15mm。其檢測方法以齒輪齧合的齒側間隙進行間測量，表2為齒側間隙要求。
沿齒寬方向，兩端齒側間隙按每米不大於0.15mm的要求進行調整和檢測。
表2 齒輪齒側間隙（ｍｍ）
4.維護分析
除製造及安裝問題，使用維護上要嚴格控制超負荷運轉，經常檢查基礎和螺栓把合是否鬆動，及時檢修維護等。
綜上所述，工件的機械加工質量、安裝精度及現場的調整是球磨機正常運行的關鍵。從加工製造、安裝維護上進行多方面過程控制，以保證端蓋的製造質量，加強檢測方法和手段，確保安裝維護到位，以保證現場設備的平穩運行。
閱讀更多 我愛機械設備維保 的文章
