球磨机轴承修改升级
球磨机主轴承采用滚动轴承替代传统的滑动轴承,能充分发挥节能与维修简便的优点,将成为球磨机主轴承技术改革的趋势,在球磨机生产行业中具有广阔的前景。
一、球磨机滑动轴承的优点与缺点
(1)优点:作为粉磨设备的球磨机,目前一般采用滑动轴承作为主轴承,轴承衬采用巴氏合金材料。因其具有良好的摩擦相容性、顺应性和嵌入性,非常适合像球磨机这样的重载、低速,并伴有冲击现象的机械设备的要求,因此在生产中已被广泛采用。
(2)缺点:①能耗高。由于滑动摩擦力远远大于滚动摩擦力,摩擦力引起产生大量热量,消耗大量能耗。 据计算,滑动轴承支承的球磨机,轴颈与轴瓦的接触面积最少达75%。传统的球面瓦滑动轴承的摩擦功耗理论上约占总装机容量的1/3。
②维修困难。滑动轴承虽然结构简单,但巴氏合金的浇铸工艺复杂,须经过巴氏合金材料的配 比、熔炼、轴承底座的清洗、预热、挂锡和巴氏合金浇铸以及研刮,每道工序均有严格的技术要求,稍有不慎即有可能引起报废。
③滑动轴承的保养复杂。由于主轴承工作时,滑动摩擦以及热物料通过空心轴的结果不断产生热量,如不及时排除,将使轴瓦温度升高,破坏润滑作用,甚至发生球磨机主轴承“烧瓦”现象。因此主轴承还必须安装一套冷却装置。
球磨机的滑动轴承的润滑,分为动压润滑和静压润滑。油勺和强制润滑系统都属于动压润滑。 这种润滑油膜的形成是借助于中空轴回转时所起的“油泵”作用将润滑油带入轴承间隙造成一定压力的油膜。但由于球磨机转速低、产生“油泵”作用不大,故形成油膜很薄,达不到液体摩擦润滑,而是半液体摩擦润滑。这样不但容易擦伤轴衬,缩短轴衬使用寿命,而且增加了磨机的传动功率消耗,起动也比较困难。静压润滑的油膜的形成是依靠外部的压力油,使轴颈悬浮于油膜之上。虽然静压润滑承载能力大,摩擦系数低,但必须有一套复杂且安全可靠的供油系统,保养与维护工作量大,而 且价格昂贵。
可见,滑动轴承的维修与保养所需要的技术要求 高。这对于技术力量相对薄弱的企业,确实是件困难的事情,设备的正常运行常常因此而受到严重影响。
二、球磨机主轴承采用滚动轴承的优点
(1)节能显著由于滚动轴承自身运动的特点,使其摩擦力远远小于滑动轴承,可减少消耗在摩擦阻力的功耗,因此节能 。从理论分析及生产实践中,主轴承采用滚动轴承的一般小型球磨机节电达30%~35%,中型磨机节电达15%~20%,大型球磨机节电可达10%~20%。由于球磨机本身是生产中的耗能大户,这将意味着可节约一笔极其可观的费用。
(2)维修方便,质量可靠采用滚动轴承可以省去巴氏合金材料的熔炼、 浇铸及刮瓦等一系列复杂且技术要求甚高的维修工艺过程以及供油、供水冷却系统。因此维修量大大减少。而且滚动轴承由于是由专业生产厂家制造,质量往往得到保证。滚动轴承维修省时省力的特点,特别适合于技术力量相对薄弱的企业。
三、滚动轴承代替滑动轴承的设计要求
(1)轴承类型的选择。轴承类型应选用双列向心球面滚子轴承。因 为球磨机荷载大,两端支承跨度大,球磨机筒体弯曲变形在运行过程中将产生不同轴。而向心球面滚子轴承具有自动调心性能,可补偿筒体在动、静 负荷下变形产生的轴线挠度,又具有较强的承载能力,并能减少外径尺寸。
(2)配合的选择。由于球磨机滚动轴承内圈旋转,承受方向固定的径向载荷,所以内圈是循环负荷,中空轴与轴承内圈应采用过盈配合。过盈量取决于负荷的大小,较重的负荷取较大的过盈量。过盈量必须保证在接触面间产生的压力满足轴承受筒体轴向力及中空轴颈与轴承内圈的摩擦力矩,保证两者在转动过程中不产生相对滑动。但过盈量也要保证轴承的正常运行,如果过盈量过大,就会造成轴承变形严重,甚至报废。
而滚动轴承外圈不旋转,承受方向固定的径向荷载,所以外圈是局部负荷。轴承外圈与轴承座的配合应选用间隙配合,轴承外圈可沿轴向滑动,也可绕轴线转动。为了补偿筒体轴向伸缩变形,把筒体的一端支承设计为自由支承。为了保证齿轮的正确啮合,不让卸料端中空轴有轴向串动,而使伸缩的预留间隙设在进料端。当筒体受热伸长后,自由端的轴承外圈可沿轴承座滑动,减少筒体及端盖的轴向内力,以适应筒体受热伸长后轴向的串动。
(3)承载力的保证。由于球磨机中空轴的尺寸是按球磨机生产能 力设计的,因此选用与中空轴尺寸相应的滚子轴承的承载力偏大,即承载能是能够得到保证的。
(4)滚动轴承的润滑。由于是滚动轴承,且转速较慢,直径较大,只要定期加入润滑脂即可。维修保养方便,操作容易。
(5)滚动轴承的密封。对滚动轴承的密封装置要求较高,这是因为球磨机工作环境恶劣的原因所致。密封盖和轴承盖之间应采用轴向迷宫式密封,径向需有毛毡密封,防止外界粉尘进入,引起轴承滚道磨损加剧,使轴温度升高,降低润滑油粘度,润滑油 下降。同 时潮气渗入,也会使轴承锈蚀,降低轴承使用寿命。
四、结语
传动球磨机主轴承由滚动轴承替代滑动轴承后,不仅可节约能耗,降低生产成本,而且维修量大大减少,维修费用随之降低。维修操作简单方便, 适合于众多的球磨机使用企业,使设备正常运行率得到较好保障,带来显著的经济效益。因此滚动轴承替代滑动轴承将成为球磨机主轴承改革的必然趋势。