大型滚动主轴承在球磨机上的应用

某矿山的生产规模为日处理矿石5000t，磨矿工段共9台磨机，其中该矿70%的处理量由多台MQG2736球磨机完成，所有MQG2736球磨机均采用周边齿轮传动方式，由400KW同步电动机直接驱动，该型号球磨机的主轴承为滑动轴瓦，该部件是球磨机的关键部件，它承受筒体，磨料，矿浆等产生的静负荷及转动过程中磨料抛落，泻落产生的动负荷并伴有给料过程中的冲击负荷，处于低速、重载，连续运行状态，轴瓦情况的好坏，直接影响球磨机的运转率，产品成本和能耗，球磨机的滑动轴瓦，直径大而长度短，采用巴氏合金浇铸，一直沿用多年，但滑动轴瓦球磨机因其本身结构的限制，在使用过程中也出现了一些问题。

1、存在的问题

（1）滑动轴瓦与轴颈直接接触，运转时两者相对滑动，摩擦系数较大，摩擦阻力矩大，对电机，轴瓦，大小齿轮均产生冲击，影响其使用寿命，且能耗高。

（2）密封效果差，由于工作环境恶劣，矿浆易进入，造成轴瓦磨损过快。

（3）滑动轴瓦采用稀油润滑，用油量大，跑冒滴漏严重，恶化操作环境；因断油或管路堵塞，造成润滑不良，轴瓦和轴颈的摩擦变为干摩擦，温度急剧升高，发生“烧瓦”情况。

（4）一到夏季，因厂房内温度较高，再加上摩擦产生热量，球磨机轴瓦温度经常达到10℃，需停机降温12h，严重影响磨机的运转率，降低磨机产量。

（5）检修周期长，备件成本高，一旦发生“烧瓦”或更换轴瓦和进出料端盖时，需对轴瓦及轴颈进行刮研，费时费力。

2、改造方案

2.1、方案一

将普通滑动轴瓦改为液体动静压轴承，该轴承是在液体动压轴承和液体静压轴承的基础上研究成功的，主要工作过程：

（1）球磨机启动和停车时，使用静压轴承，供油系统的高压油泵向油囊提供压力油，高压顶起回转部，以使轴瓦与轴颈之间充填较厚的油膜，将轴瓦与轴颈两个摩擦表面分离。

（2）球磨机启动后，自动转换成动压轴承、动压润滑，形成动压油膜。

2.2、方案二

采用特制大型双列调心滚柱轴承取代原滑动轴瓦，大大减少摩擦阻力矩，从而降低磨机功率，同时摩擦产生的热量少，轴承温升少；滚动轴承与端盖中空轴的固定方式为热装（过盈配合）。可靠性较好；从轴向和径向强化主轴承密封，两侧各有1道密封；滚动轴承的润滑，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，省去了繁琐的稀油润滑系统。

3、方案比较确定

矿方多方面调研和组织专家论证，发现：

（1）方案一，这种轴承具有一定的先进性，但因本身结构的限制，仍存在一些不足，体现在：①结构比较复杂，它没有定型产品，需专业机构进行设计，对加工精度要求较高，如表面粗糙度、内孔和外圆的圆度及圆柱度、尺寸精度等，如果加工精度不够或液压系统出现故障，导致油膜不能形成，变为普通滑动轴承，这样“烧瓦”的事故就不可避免；②存在两套供油系统，工作过程需转换，增加故障产生的机率；③液压系统较复杂，液压站的油泵功率大，故障率高，它必须有两个复杂而可靠的独立液压系统，并要及时维护和监测；④对维护工人的技术素质要求相应较高；⑤耗油量大，存在断油、漏油隐患；⑥一次性投资较大。

（2）方案二，总体效果较好，表现在：①由于主轴承部结构简化及润滑系统的改变，彻底根除传统球磨机存在的“烧瓦”隐患；②摩擦阻力矩小，节能降耗；③滚动主轴承启动和运行工作过程单一，故障率低，提高设备运行率，简化操作维护；④运行成本和改造费用低；⑤我国轴承工业制造能力满足配套要求，轴承性能得到保障；⑥改善作业环境，实现文明生产。

经比较，该矿山决定采用第二种方案。

4、技术改造具体实施方案

该矿委托我公司进行MQG2736球磨机主轴承改造的设计和各部件的制造与装配，具体实施方案如下：

（1）根据矿方提供图纸和工艺参数，球磨机主轴承部分改造不改变原磨机（装配、安装、地脚）尺寸，不改变工艺参数，不改变土建基础，计算主轴承的静负荷和动负荷，计算轴承处由于筒体负荷变形产生的偏转角；

（2）确定进出料端盖中空轴轴颈尺寸，按负荷要求，进行滚动主轴承的设计；

（3）进行滚动轴承座、轴承盖和密封结构的设计及制作；

（4）厂内装配：将按负荷要求设计制做的大型滚动轴承装于进出料端盖中空轴轴颈处，将轴承安装在轴承座内，同时安装密封结构；

（5）现场组装：将与主轴承部连在一起的进出料端盖与筒体连接，将两轴承座置于滑动轴瓦磨机底座上，工作2天；

（6）安装齿轮，调整啮合间隙，固定轴承座地脚螺栓，工作1天。

（7）安装干油润滑泵和管线，进行磨机试运行。

5、改造效果

该矿4台MQG2736球磨机的主轴承均已改造，经多年运行，均达到了预期目标，改造是成功的，具有以下优点：

（1）改动量小，投资省，安装方便；

（2）启动性能好，启动时间短，启动电流减小20%，降低启动时的冲击，延长了轴承，齿轮及电机的使用寿命；

（3）功耗降低，每台球磨机综合节电10%左右；

（4）设备运行平稳，故障率低，彻底消除球磨机“烧瓦”的困扰，提高设备运行率5%~15%，年增加效益10~15万元/台；

（5）降低操作劳动强度，维护简单方便，年可节约维护费2万元/台，滚动主轴承润滑采用润滑脂，取消稀油润滑站，并防止因漏油，断油引发的设备事故，年节约润滑成本3万元/台。

（6）滚动主轴承密封安全可靠，内部的润滑脂不泄漏，没有发现矿浆等异物进入主轴承，年润滑脂耗量仅300kg/台；

（7）经检测，滚动主轴承磨损量均在设计许可范围内，主轴承正常使用寿命可以达到10a；

（8）滚动主轴承运行过程中产生的热量少，温升低，即便在炎热的夏季也不需用水冷却，可年节约成本0.8万元/台；

（9）彻底解决了跑冒滴漏现象，工作环境得到改善。

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