大型滾動主軸承在球磨機上的應(yīng)用

某礦山的生產(chǎn)規(guī)模為日處理礦石5000t，磨礦工段共9臺磨機，其中該礦70%的處理量由多臺MQG2736球磨機完成，所有MQG2736球磨機均采用周邊齒輪傳動方式，由400KW同步電動機直接驅(qū)動，該型號球磨機的主軸承為滑動軸瓦，該部件是球磨機的關(guān)鍵部件，它承受筒體，磨料，礦漿等產(chǎn)生的靜負荷及轉(zhuǎn)動過程中磨料拋落，瀉落產(chǎn)生的動負荷并伴有給料過程中的沖擊負荷，處于低速、重載，連續(xù)運行狀態(tài)，軸瓦情況的好壞，直接影響球磨機的運轉(zhuǎn)率，產(chǎn)品成本和能耗，球磨機的滑動軸瓦，直徑大而長度短，采用巴氏合金澆鑄，一直沿用多年，但滑動軸瓦球磨機因其本身結(jié)構(gòu)的限制，在使用過程中也出現(xiàn)了一些問題。

1、存在的問題

（1）滑動軸瓦與軸頸直接接觸，運轉(zhuǎn)時兩者相對滑動，摩擦系數(shù)較大，摩擦阻力矩大，對電機，軸瓦，大小齒輪均產(chǎn)生沖擊，影響其使用壽命，且能耗高。

（2）密封效果差，由于工作環(huán)境惡劣，礦漿易進入，造成軸瓦磨損過快。

（3）滑動軸瓦采用稀油潤滑，用油量大，跑冒滴漏嚴重，惡化操作環(huán)境；因斷油或管路堵塞，造成潤滑不良，軸瓦和軸頸的摩擦變?yōu)楦赡Σ粒瑴囟燃眲∩?，發(fā)生“燒瓦”情況。

（4）一到夏季，因廠房內(nèi)溫度較高，再加上摩擦產(chǎn)生熱量，球磨機軸瓦溫度經(jīng)常達到10℃，需停機降溫12h，嚴重影響磨機的運轉(zhuǎn)率，降低磨機產(chǎn)量。

（5）檢修周期長，備件成本高，一旦發(fā)生“燒瓦”或更換軸瓦和進出料端蓋時，需對軸瓦及軸頸進行刮研，費時費力。

2、改造方案

2.1、方案一

將普通滑動軸瓦改為液體動靜壓軸承，該軸承是在液體動壓軸承和液體靜壓軸承的基礎(chǔ)上研究成功的，主要工作過程：

（1）球磨機啟動和停車時，使用靜壓軸承，供油系統(tǒng)的高壓油泵向油囊提供壓力油，高壓頂起回轉(zhuǎn)部，以使軸瓦與軸頸之間充填較厚的油膜，將軸瓦與軸頸兩個摩擦表面分離。

（2）球磨機啟動后，自動轉(zhuǎn)換成動壓軸承、動壓潤滑，形成動壓油膜。

2.2、方案二

采用特制大型雙列調(diào)心滾柱軸承取代原滑動軸瓦，大大減少摩擦阻力矩，從而降低磨機功率，同時摩擦產(chǎn)生的熱量少，軸承溫升少；滾動軸承與端蓋中空軸的固定方式為熱裝（過盈配合）。可靠性較好；從軸向和徑向強化主軸承密封，兩側(cè)各有1道密封；滾動軸承的潤滑，只需定期添加少量干油即可，可采用人工加油或干油泵加油，省去了繁瑣的稀油潤滑系統(tǒng)。

3、方案比較確定

礦方多方面調(diào)研和組織專家論證，發(fā)現(xiàn)：

（1）方案一，這種軸承具有一定的先進性，但因本身結(jié)構(gòu)的限制，仍存在一些不足，體現(xiàn)在：①結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它沒有定型產(chǎn)品，需專業(yè)機構(gòu)進行設(shè)計，對加工精度要求較高，如表面粗糙度、內(nèi)孔和外圓的圓度及圓柱度、尺寸精度等，如果加工精度不夠或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致油膜不能形成，變?yōu)槠胀ɑ瑒虞S承，這樣“燒瓦”的事故就不可避免；②存在兩套供油系統(tǒng)，工作過程需轉(zhuǎn)換，增加故障產(chǎn)生的機率；③液壓系統(tǒng)較復(fù)雜，液壓站的油泵功率大，故障率高，它必須有兩個復(fù)雜而可靠的獨立液壓系統(tǒng)，并要及時維護和監(jiān)測；④對維護工人的技術(shù)素質(zhì)要求相應(yīng)較高；⑤耗油量大，存在斷油、漏油隱患；⑥一次性投資較大。

（2）方案二，總體效果較好，表現(xiàn)在：①由于主軸承部結(jié)構(gòu)簡化及潤滑系統(tǒng)的改變，徹底根除傳統(tǒng)球磨機存在的“燒瓦”隱患；②摩擦阻力矩小，節(jié)能降耗；③滾動主軸承啟動和運行工作過程單一，故障率低，提高設(shè)備運行率，簡化操作維護；④運行成本和改造費用低；⑤我國軸承工業(yè)制造能力滿足配套要求，軸承性能得到保障；⑥改善作業(yè)環(huán)境，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。

經(jīng)比較，該礦山?jīng)Q定采用第二種方案。

4、技術(shù)改造具體實施方案

該礦委托我公司進行MQG2736球磨機主軸承改造的設(shè)計和各部件的制造與裝配，具體實施方案如下：

（1）根據(jù)礦方提供圖紙和工藝參數(shù)，球磨機主軸承部分改造不改變原磨機（裝配、安裝、地腳）尺寸，不改變工藝參數(shù)，不改變土建基礎(chǔ)，計算主軸承的靜負荷和動負荷，計算軸承處由于筒體負荷變形產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角；

（2）確定進出料端蓋中空軸軸頸尺寸，按負荷要求，進行滾動主軸承的設(shè)計；

（3）進行滾動軸承座、軸承蓋和密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計及制作；

（4）廠內(nèi)裝配：將按負荷要求設(shè)計制做的大型滾動軸承裝于進出料端蓋中空軸軸頸處，將軸承安裝在軸承座內(nèi)，同時安裝密封結(jié)構(gòu)；

（5）現(xiàn)場組裝：將與主軸承部連在一起的進出料端蓋與筒體連接，將兩軸承座置于滑動軸瓦磨機底座上，工作2天；

（6）安裝齒輪，調(diào)整嚙合間隙，固定軸承座地腳螺栓，工作1天。

（7）安裝干油潤滑泵和管線，進行磨機試運行。

5、改造效果

該礦4臺MQG2736球磨機的主軸承均已改造，經(jīng)多年運行，均達到了預(yù)期目標，改造是成功的，具有以下優(yōu)點：

（1）改動量小，投資省，安裝方便；

（2）啟動性能好，啟動時間短，啟動電流減小20%，降低啟動時的沖擊，延長了軸承，齒輪及電機的使用壽命；

（3）功耗降低，每臺球磨機綜合節(jié)電10%左右；

（4）設(shè)備運行平穩(wěn)，故障率低，徹底消除球磨機“燒瓦”的困擾，提高設(shè)備運行率5%~15%，年增加效益10~15萬元/臺；

（5）降低操作勞動強度，維護簡單方便，年可節(jié)約維護費2萬元/臺，滾動主軸承潤滑采用潤滑脂，取消稀油潤滑站，并防止因漏油，斷油引發(fā)的設(shè)備事故，年節(jié)約潤滑成本3萬元/臺。

（6）滾動主軸承密封安全可靠，內(nèi)部的潤滑脂不泄漏，沒有發(fā)現(xiàn)礦漿等異物進入主軸承，年潤滑脂耗量僅300kg/臺；

（7）經(jīng)檢測，滾動主軸承磨損量均在設(shè)計許可范圍內(nèi)，主軸承正常使用壽命可以達到10a；

（8）滾動主軸承運行過程中產(chǎn)生的熱量少，溫升低，即便在炎熱的夏季也不需用水冷卻，可年節(jié)約成本0.8萬元/臺；

（9）徹底解決了跑冒滴漏現(xiàn)象，工作環(huán)境得到改善。

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