管磨機(jī)巴氏合金瓦軸承改造

水泥粉磨技術(shù)改造 / 2024-05-13 13:33:29

　　一、管磨機(jī)主軸承改用滾動軸承的研制開發(fā)

　　球磨機(jī)廣泛應(yīng)用于建材、化工、冶金、礦山等行業(yè)的粉磨作業(yè)中，老式磨機(jī)的主軸承都采用滑動軸承(巴氏合金瓦)，20世紀(jì)80年代部分磨機(jī)也有選用動靜壓軸承的(即巴氏合金瓦配套高壓稀油啟動，低壓稀油工作)。，理論和實踐證明，滑動軸承的摩擦系數(shù)在0.04左右，每臺磨機(jī)在正常轉(zhuǎn)動時需要克服滑動軸承較大的摩擦阻力矩，其消耗的電機(jī)功率占配套電機(jī)功率的7%～12%左右，功率消耗大。20世紀(jì)90年代初，遼寧北票市理想機(jī)械有限公司董事長李憲章同志帶領(lǐng)本公司技術(shù)人員著手研究采用滾動軸承代替老式磨機(jī)滑動軸承。

　　最初選用在滾動軸承的規(guī)格型號時遇到了很多困難，也走了很多彎路。因為當(dāng)時國內(nèi)生產(chǎn)軸承的廠家，還沒有研究出磨機(jī)專用滾動軸承，只能采用現(xiàn)有規(guī)格型號的標(biāo)準(zhǔn)軸承。采用標(biāo)準(zhǔn)軸承于球磨機(jī)的主軸承上有許多不能克服的缺點：①如采用雙列調(diào)心國標(biāo)軸承，軸承規(guī)格大，造價高，安裝困難。由于軸承幅高大，潤滑油不能及時潤滑到滾動體的全部表面，會出現(xiàn)潤滑不良、摩擦系數(shù)增大等問題，軸承使用壽命會受到影響。②采用雙列調(diào)心外球面滾動軸承時，軸承重量大，造價高，且磨機(jī)同心度不好，滑動調(diào)心時消耗的電機(jī)功率大。③選用缺圓柱滾子軸承時，需配置球面軸承座，加工部件復(fù)雜，成本高。④選用調(diào)心球軸承時，承載能力小，造價高。⑤采用內(nèi)錐孔軸承時，軸向定位困難，加工難度大。上述這些軸承有一個共同的缺點，就是維護(hù)檢修不夠方便。采用上述滾動軸承之后，在技術(shù)上比滑動軸承（巴氏合金瓦）有較大的進(jìn)步，但效果仍不十分理想。

　　到20世紀(jì)90年代初，遼寧北票市理想節(jié)能工程有限公司理想粉磨技術(shù)研究所、粉磨試驗站，經(jīng)過近十年的研究、試驗和多年的用戶使用表明，球磨機(jī)主軸承采用滾動軸承是取代滑動軸承較為理想的新技術(shù)，管磨機(jī)主軸承采用滾動軸承早在19世紀(jì)初就已經(jīng)開始逐漸應(yīng)用，當(dāng)時應(yīng)用的空間很小、發(fā)展很慢，主要原因是軸承的結(jié)構(gòu)形狀及造價不適應(yīng)。比如第一階段使用的滾動軸承是短圓柱滾動軸承，采用這種軸承需要繼續(xù)使用下部球面座解決調(diào)心問題，這樣，制造和加工都比較麻煩。在第二階段的設(shè)計時采用了短圓柱軸承外套圈為球面體形狀，雖然減去了下部球面座，但是仍然是滑動形式的調(diào)心，調(diào)心阻力偏大，不夠理想。進(jìn)入第三階段是采用雙列調(diào)心滾動軸承，這種軸承調(diào)心功能好、阻力小，但也存在著一定的缺點。由于軸承的規(guī)格大、輪幅寬，潤滑比較困難，定期檢修、清洗軸承不方便，軸承組件有一件損壞就需要更換整套軸承。為了解決上述三種軸承存在的諸多缺點，使其達(dá)到造價低且又實用之目的，一種LMGU下半環(huán)外套圈雙列調(diào)心滾動軸承誕生了。

　　二、LMGU磨機(jī)滾動軸承的特點

　　(1)球磨機(jī)在運(yùn)行時，主軸承受的力是向下的，也有較小的軸向和側(cè)向力，沒有向上的力。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)心滾動軸承、短圓柱滾動軸承等都是能夠承受圓周各位置徑向力的。用在磨機(jī)的主軸承上時，只是外圈的下半周承受力的作用，上半周處于閑置狀態(tài)。運(yùn)行一段時間后，整個外套圈會出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。雖然可以經(jīng)常調(diào)換外套圈圓周方向位置，但是需要停車、停產(chǎn)才能操作。另外，較大的軸承座拆裝也比較困難。這種新型U型軸承體，解決了上述存在的問題。它經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計和制造加工，將軸承的外套圈制成下半環(huán)結(jié)構(gòu)形狀，放置在軸承盒內(nèi)，其整體結(jié)構(gòu)上有足夠的動負(fù)荷能力，通過軸承和軸承座之間的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，達(dá)到滾動軸承較小的耗材，同時也簡化了加工工藝和縮短了生產(chǎn)周期，使整個軸承體的造價降低。

　　(2)球磨機(jī)滾動軸承外形尺寸隨磨機(jī)規(guī)格的大小、動負(fù)荷的輕重而確定，更適合球磨機(jī)的使用要求，而且制造成本大大降低，經(jīng)濟(jì)適用性更強(qiáng)。

　　(3)實現(xiàn)良好潤滑，延長軸承使用壽命。采用國標(biāo)雙列調(diào)心滾動軸承時，直徑和幅高都比較大，潤滑油進(jìn)入滾動體中心時距離長、時間慢，如果軸承盒內(nèi)的油量達(dá)不到2/3以上時，形不成油壓，就會出現(xiàn)缺油潤滑不良的現(xiàn)象。為此雖然采用了滾動軸承，但是由于潤滑不良，軸承的摩擦系數(shù)仍然很大，起不到降低軸承摩擦阻力矩的作用，也就起不到節(jié)電的作用。采用新研制的LMGU滾動軸承之后，滾動體的上半圈外露，能夠使?jié)櫥椭苯优c滾動體接觸，潤滑油在軸承盒內(nèi)只要超過50%油位，即可形成良好潤滑，達(dá)到節(jié)電和延長軸承使用壽命的良好效果。

　　(4)年末檢修、清洗軸承非常方便。因為軸承的滾動體和保持架上半圈全部外露，廢油和雜物都容易清洗干凈。而國標(biāo)軸承，整體外套圈移動量小，滾動體和保持架不能全部外露，因此不可能將全部的廢油和雜物清洗干凈，會影響以后作用。

　　(5)LMGU滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、保持架和滾動體四大部件組成，可以隨時更換每個部件，避免了老式軸承每壞一個部件，就要更換整套軸承的缺點。為了使這種軸承向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，我公司承擔(dān)了中華人民共和國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水泥工業(yè)用軸瓦（軸承）》的起草工作，通過了行業(yè)內(nèi)專家的審議，經(jīng)中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會批準(zhǔn)于2006年12月1日開始頒布實施。

　　(6)降低工作電流。選擇合理的滾動軸承應(yīng)用于磨機(jī)上，其轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦系數(shù)只為0.0025，是滑動軸承的1/16。通過計算和使用實例，磨機(jī)轉(zhuǎn)動時滾動軸承消耗的電機(jī)功率只占配套電機(jī)功率的0.5%～1%，這樣就會降低正常工作電耗，實現(xiàn)節(jié)省電費支出、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

　　(7)降低啟動電流。由于滑動軸承的摩擦阻力大，在啟動時軸與軸承之間相摩擦以加速度原理達(dá)到固定轉(zhuǎn)數(shù)時為止，電動機(jī)要克服很大的摩擦阻力矩，一般啟動電流是工作電流的5～6倍之多。采用滾動軸承之后，啟動電流只是工作電流的2倍左右，老式磨機(jī)正常工作時的電機(jī)富余功率較大的原因就是因為滑動軸承的原因。主軸承改用滾動軸承之后，可以減小配套電機(jī)功率或增加磨機(jī)研磨體裝入量，既提高了電機(jī)效率，減小了無用功，又可提高臺時產(chǎn)量。

　　(8)減小潤滑油消耗?；瑒虞S承采用稀油潤滑才能正常工作，由于稀油潤滑的軸承盒密封不好，稀油中容易混進(jìn)粉塵雜物，加之軸與軸承產(chǎn)生的壓力使稀油的劣變也較為嚴(yán)重，因此稀油的消耗和浪費現(xiàn)象特別嚴(yán)重。改用滾動軸承之后，因為轉(zhuǎn)數(shù)低，承載能力大，不產(chǎn)生摩擦熱源，因此改用潤滑脂可以滿足要求。這樣就可以去掉稀油潤滑站，節(jié)省油耗80%。

　　(9)減少維修量，提高運(yùn)轉(zhuǎn)率。滑動軸承使用年限一般為1～3年，磨機(jī)主軸也會磨損，如果保養(yǎng)不好，有些廠家?guī)讉€月就得換一副軸承。滑動軸承正常工作時不允許出現(xiàn)缺少潤滑油、冷卻水或軸承溫升過高的現(xiàn)象發(fā)生。一旦發(fā)生就要停機(jī)檢修，因此普遍存在運(yùn)轉(zhuǎn)率低的現(xiàn)象。采用滾動軸承之后只要及時加注少量的干油，就能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要專門看護(hù)磨機(jī)，且滾動軸承的實際使用年限在8～12年，用戶可放心使用。這會減小部分維修量和停機(jī)現(xiàn)象，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。

　　(10)節(jié)約冷卻水。采用滾動軸承之后，濕式磨和水泥原料磨可省去軸承循環(huán)冷卻水裝置，不影響軸承使用年限；滾動軸承座采用干油潤滑之后，沒有油漬污染現(xiàn)象發(fā)生。

　　主軸承改造為滾動軸承的應(yīng)用

　　廣西華宏水泥有限公司多年來一直使用老式滑動軸承球磨機(jī)，這種球磨機(jī)存在著耗電量大、油耗高、事故率高、易燒瓦、安裝維修不便、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率低等缺陷。隨著水泥行業(yè)的不斷發(fā)展，如何降低粉磨電耗和生產(chǎn)成本，是一個企業(yè)能否生存的根本，廣西華宏水泥有限公司經(jīng)過多方設(shè)備調(diào)研考證，了解到廣西龍安四合工貿(mào)有限責(zé)任公司有10臺球磨機(jī)由北票市理想機(jī)械有限公司進(jìn)行了主軸承改造（滑動軸承改為滾動軸承），改造后效果非常理想。于是廣西華宏水泥有限公司于2007年5月與北票市理想機(jī)械有限公司簽訂了三臺（其中φ3×11m兩臺、φ3×9m一臺）球磨機(jī)主軸承改造合同。改造后相繼投入使用，運(yùn)行安全，節(jié)電、增產(chǎn)效果特別明顯，帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)成本大大降低。2008年和2009年又分別與遼寧北票理想機(jī)械有限公司簽訂了φ2.4×6.5m、φ3.5×10m兩臺球磨機(jī)主軸承改造合同。目前，廣西華宏水泥有限公司所有球磨機(jī)都已進(jìn)行了主軸承改造。

　　一、改造方法

　　磨機(jī)改造停產(chǎn)時間的長短，直接影響到水泥廠的經(jīng)濟(jì)效益。由于廣西華宏水泥有限公司要求停產(chǎn)時間短，北票市理想機(jī)械有限公司采取了兩種方法：第一種方法是將磨機(jī)滑動軸承（巴氏合金瓦）改造成滾動軸承，原磨機(jī)中空軸不用拆下，加設(shè)精密調(diào)整套的方法，裝配滾動軸承和軸承座。第二種方法是改造中只更換原磨機(jī)巴氏合金瓦及軸承座部，中空軸與北票理想機(jī)械有限公司的中空軸進(jìn)行對換，滾動軸承提前安裝在對換的中空軸上，安裝僅用了3天時間，從而縮短了安裝工期。

　　二、改造效果

　　1、運(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦阻力大大降低，主要表現(xiàn)在：

　　①啟車容易：原巴氏合金瓦球磨機(jī)啟動電流是工作電流的5倍，改造為滾動軸承后，啟動電流是工作電流的2倍左右，啟動電流大大降低，啟動磨機(jī)特別容易。

　?、诮档土诉\(yùn)行電流：在同等研磨體裝載量的情況下與原磨機(jī)相比運(yùn)行電流降低10%左右。

　?、圻\(yùn)轉(zhuǎn)靈活：在不裝研磨體的情況下，用手扳動筒體上的螺栓就能將磨機(jī)扳轉(zhuǎn)，這在以前是不可能的。

　　2、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率：

　?、儆捎谶\(yùn)行電流降低，避免了原來出現(xiàn)的燒損電機(jī)、電器、電路等現(xiàn)象。

　?、谟捎谶\(yùn)行摩擦阻力矩減小、減速機(jī)、磨機(jī)大小齒輪等實際承載能力下降，設(shè)備磨損減小，延長了使用年限。

　?、廴サ袅税褪虾辖鹜邼櫥簤赫?，減少了維修量。

　?、鼙苊饬税褪虾辖鹜咔蚰C(jī)因斷油、斷水、瓦溫過高而出現(xiàn)的研瓦、燒瓦等事故。主要體現(xiàn)在平時工人不用長時間守在磨機(jī)現(xiàn)場，不用擔(dān)心出現(xiàn)缺油、斷水及瓦溫過高而造成停產(chǎn)的現(xiàn)象。

　　3、實現(xiàn)節(jié)能降耗

　　(3)節(jié)電：運(yùn)行電流降低10%左右，可以節(jié)省電機(jī)輸出功率10%左右。