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浅析滚动轴承在磨机主轴承中的应用

发布时间：2010-07-30 浏览次数：1059

谭素珍
(南宁广发重工集团有限公司)

　　摘　要：针对工业中使用较多的磨机主轴承，介绍了磨机主轴承的分类，并进行比较，重点介绍采用滚动主轴承的特点、应用成果及设计要点。指出滚动轴承代替滑动轴承是一大进步，有广阔的发展空间。
　　关键词：磨机主轴承；滚动轴承；滑动轴承
　　中图分类号：TH133．33 　　文献标识码：A 　　文章编号：1672—545x(2007)08—0100-02
　　磨机是冶金、建材、煤炭和化工等工业部门Z重要的设备之一。主轴承是这些设备中的一个关键部件，它的选型及性能好坏，直接关系到磨机的作业率、能耗及生产能力。
　　1　磨机主轴承的分类
　　磨机主轴承处于重载、低速恶劣环境下工作，因而对其可靠性、寿命、维护及能耗都有很高的要求。轴承有两种类型：一种为滑动轴承，一种为滚动轴承。前者通常分为普通滑动轴承、动压油膜轴承和静压油膜轴承等几种。目前中小磨机一般采用普通滑动轴承，只有在大型磨机中才采用油膜轴承。滚动轴承式球磨机由于具有显著的节能效果，近年来发展很快，在新设计的圆锥球磨机中均采用滚动轴承，一些老式磨机的技术改造主要是用滚动轴承代替滑动轴承。
　　2　两种类型轴承的比较
　　2.1滑动轴承的特点及应用
　　普通滑动轴承是轴颈与轴瓦在工作过程中直接接触，即所谓“零”间隙，润滑油只起润滑作用，无流体膜形成，故摩擦系数大，摩擦阻力矩也大，效率低，能耗大。轴瓦与轴颈之间的滑动摩擦，损失的功率大部分变为热能，如热量不能及时散发，接触部位温度升高，轴颈与轴瓦胶合在一起，产生“烧瓦”事故。它必须采用稀油循环润滑，一则形成油膜，降低摩擦系数，减少热量产生，二则将产生的热量带走，保证轴承正常工作。
　　油膜轴承有较好的性能，承载能力较大，使用寿命较长，结构尺寸小，摩擦系数低，且抗冲击能力强，但它的润滑(液压)系统比较复杂，而且供油系统必须非常可靠，该系统的维护及监测显得更加重要，技术要求相对较高，一次性投资较大，所以只适用于大型磨机。
　　2.2滚动轴承的特点及应用
　　滚动轴承内外圈之间由滚子(或滚珠)支撑，运转时滚子沿内外圈的滑道滚动，由于滚动摩擦系数远远小于滑动摩擦系数，故运转中产生的热量少，温升小，只要有润滑油存在，就不会发生烧瓦事故。滚动轴承均由专业厂批量生产，制造精度及材料的热处理都能按标准严格执行，产品质量可以得到保证，这为滚动轴承替代滑动轴承提供了可靠的质量保证。
　　3　主轴承采用滚动轴承的应用成果
　　南宁广发重工集团公司曾于几年前在小型矿用磨机上试用过滚动轴承。由于相同规格的滚动轴承的价格高于滑动轴承，加上各经营户不太愿意打破原有的所谓成熟可靠的“滑动轴承”，所以未能得到及时地推广。近年随着信息流通领域的大变革，一些水泥厂从各种信息渠道获知，在磨机上使用滚动轴承大有“甜头”，其甜头主要表现在：
　　(1)节电方面：磨机采取滚动轴承，摩擦系数由滑动轴承的0.04降到0.0025，只是原来的1/16，磨机起动电流减少40％，工作电流减少10％以上，台时产量的电耗降低10％以上。
　　(2)节省润滑油。老式磨机主轴承采用滴油式或油池式润滑或用稀油润滑站供油，耗油量大、油站维修量大，事故多。滑动轴承因是面接触，在正压力的作用下，油质的劣变现象严重。滚动轴承为滚动式线接触，用油量小，油质的劣变现象很小，每年只需几十千克到一百千克的润滑油。去掉了稀油润滑站、主轴承的维修使用都非常方便。消除了缺油断水、瓦升温、停机停产的事故发生。
　　(3)采用新型高级优质甘油润滑，减掉稀油站设施，节油量80％-90％。
　　(4)由于研磨机电动机的功率限制，筒体内研磨体的充填量根据实际经验总结明显不足。经改造后电机的输出功率有很大的富余，完全可以增加15％～20％的研磨体装入量，同时改进球磨机前后仓容积，改善衬板和出料蓖板结构形状可提高产品细度，为此能够达到即节省电耗，又提高产量的双重效益。
　　(5)减少因滑动轴承温升过高停机和因主轴承烧瓦引起停产，影响产量的现象。由于电动机的输出功率的减少，所有配电设施、减速机、齿轮的使用寿命都会延长。
　　广西隆安水泥厂正是此项技术改造的受益者，该厂在今年新上的大中型水泥磨机3m X 13m中要求我公司启用这一新技术，我们有理由相信，这将是一种双赢，如果把社会效益考虑进去，那更是一种多赢。
　　4　磨机采用滚动轴承的设计要点
　　4.1对主轴承的要求
　　磨机负荷的特点是低速重载并伴有冲击，工作环境恶劣。滚动轴承的选型、性能及轴承座的结构必须适应磨机的特点。为此提出的要求主要有：(1)要有足够的寿命，至少为10年，要超过磨机进出料端盖的寿命；(2)轴承内外圈的配合要求轴承既能在轴承座内轴向串动(适应简体的热胀冷缩)，又要能够传递扭转力矩；(3)轴承座的结构要便于安装、润滑、清洗、检查及维护，这对轴承的使用寿命也有一定的影响。
　　4.2选型
　　滚动轴承的选型非常重要，要求既要补偿筒体在动(静)负荷下变形产生的轴颈偏角，又要提高轴承的承载能力并减小外径尺寸，为此选用双列向心球面滚子轴承Z为适宜。轴承内径尺寸的确定，往往不是按轴承所受负荷大小，而是受轴颈直径尺寸的限制。因为中空轴颈尺寸与生产能力有关，不能随意变动。按轴颈直径选出的轴承，承载能力均偏大，使用寿命都能保证。
　　4.3滚动轴承配合的选择
　　4.3.1内圈与轴颈的配合
　　内圈与轴颈的配合采用过盈配合，这样可省去轴承的轴向定位。过盈配合在接触面间产生的压力必须满足轴承承受筒体轴向力及中空轴颂与轴承。
　　4.3.2外圈与轴承座的配合
　　轴承外圈与轴承座的配合一般选用间隙配合，可沿轴向滑动，也可绕轴线转动。当筒体轴向产生变形时，在轴向力作用下，自由端的轴承外圈可沿轴承座滑动，以减小筒体及端盖的轴向内力。
　　4.3.3滚动轴承座的结构
　　滚动轴承安装在滚动轴承座内，轴承座的结构没计应在轴承安装、润滑、清洗、检查和拆卸等方面给予充分的考虑。因此，轴承座的设计采用以下型式：(1)上下对开，便于安装；(2)上盖中间有润滑孔，内侧有润滑槽；(3)下座底部留有两个出油口，可接管或加油塞；(4)密封盖和轴承压盖之间轴向构成迷宫密封，径向加两道毛毡密封；(5)轴承压盖可拆卸，便于检查轴承润滑情况、清洗轴承、更换密封圈。滚动轴承的润滑均采用润滑脂，定期加油，维护非常简单。
　　5　结束语
　　我国是水泥生产大国，据统计资料表明，每生产1t水泥需要粉磨的各种物料就有3～4t之多，粉磨电耗占总电耗的65％一70％，粉磨成本占水泥生产总成本的35％左右，而粉磨系统的维修量占设备维修量的60％。显而易见，提高水泥厂粉磨工艺设备水平，对综合经济效益的提高有十分显著的作用。随着全球资源的匮乏，节能、降耗越来越得到人们的重视，磨机主轴承采用滚动轴承的技术将在实践中得到不断地应用和改进，换言之：滚动轴承替代滑动轴承，是技术上的一大进步，是磨机设备的一次革命，具有非常广阔的前景。