造成球磨机传动装置故障的原因
根据球磨机电动机的工作原理,电磁转矩与电源电压的平方成正比,因此,当电源电压降低时,电机机械特性曲线(如图1)将发生变化。可见,当电源电压降低时,电动机的启动转矩和最大转矩都大大下降了。如果电源电压降低,这时若外负荷不变,则工作点从B变到A点,电机输出转速将降低。
S-转速率 Mm-球磨机最大扭矩 Mc-球磨机工作扭矩
这就是说球磨机筒体的转速将降低,将造成球磨机功率的降低。从球磨机工作原理上来讲,由于球磨机转速的降低,研磨体被提升的高度就会下降,用来提升研磨体的功率就会降低。
根据传动装置故障,转速降低后,球磨机实际功率增加,从功率的分析可知,提升研磨体的功率降低,那么球磨机实际功率的增加显然是由于摩擦功耗的增加引起。
球磨机的摩擦功耗在传动装置的功耗不会增加,增加部分是由于中空轴与球面瓦之间的摩擦力增大引起。球磨机中空轴与球面瓦之间的润滑状态依据其线速度的不同,分为边界膜润滑和液体动压润滑。根据液体动压润滑理论,滑动轴承的承载能力与轴承的特性系数有关。轴承的特性系数是偏心率,宽径比和包角的函数。当特性系数大于临界值时,轴承将处于液体润滑状态。
轴承特性系数公式如下图所示:
从图中可以看出,轴承的转速,平均压强和粘度及相对间隙影响滑动轴承的特性系数。当球磨机转速下降时,其轴承的特性系数变小,如果轴承特性系数小于临界值,则液体动压润滑的平衡条件将被破坏。
球磨机的中空轴直径取球磨机筒体净空直径的0.3~0.55。在正常电压工作时,因为中空轴尺寸较大,因而中空轴线速度比较高,所以其润滑状态是属于液体动压润滑的范围,因此接触点的摩擦系数比较小(0.0005),摩擦功耗低,从上图可以看出,摩擦功耗可以忽略不计。当电源电压降低时,由于电机输出轴转速的降低,使得中空轴与球面瓦之间的润滑状态由动压润滑转变为边界膜润滑,摩擦系数会大大增加。这样就使功率急增,超过了整个传动系统设计的安全参数。因而,导致弹性胶块联轴器胶块被扭断,因此,造成胶块被扭断的主要原因是由于电源电压的降低。
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