滑履轴承磨机向滚动轴承磨机改造技术方案

水泥 2013-11-29

随着水泥粉磨装备的大型化，大直径磨机在直径3.8m以上管磨机都采用滑履轴承技术，所述滑履轴承是巴士合金轴承的大型化，因为轴承的接触面是在磨机筒体的外径上，轴承直径的加大，轴承的线速度增加一倍多，磨机在转动时产生的摩擦阻力矩比中空轴磨机加大一倍以上。

　　随着水泥粉磨装备的大型化，大直径磨机在直径3.8m以上管磨机都采用滑履轴承技术，所述滑履轴承是巴士合金轴承的大型化，因为轴承的接触面是在磨机筒体的外径上，轴承直径的加大，轴承的线速度增加一倍多，磨机在转动时产生的摩擦阻力矩比中空轴磨机加大一倍以上，摩擦功耗增加，因此滑履轴承磨机轴承消耗的功率需要15%左右，克服摩擦阻力矩所需功率的计算是磨机的重量×轴承的回转半径×磨机转数×摩擦系数，不难看出，轴承的回转半径的增加会直接导致摩擦阻力矩的增加，造成电耗的增加。另外，滑履轴承有较多一部分都存在摩擦温升过高，而导致需要停磨、降温，使磨机的运转率下降。为此我们提出应该尽早进行改造。

　　滑履轴承磨机在工作时筒体与滑动轴承是面接触，在正压力的作用下，油脂劣变的现象非常严重。随着球磨机滑履温度升高，使润滑油的粘度降低，承载能力下降，甚至造成干磨擦，严重的还会烧瓦。而滑履的温升主要来源于磨机内部研磨体之间的相互撞击和滑动产生的大热量，部分由物料和气体带走，一部分则由筒体散发出去，而筒体的热量传到滑环上，滑履温度随之升高。为了解决这些问题，我公司经过仔细研究，查阅大量资料，凭借多年的生产经验，制定以下技术改造方案：

　　1 去掉滑履磨机的滑动轴承支撑，改为滚动轴承支撑会实现磨机轴承摩擦阻力矩的减小。

　　因为在工作时筒体与滚动轴承是线接触，用油量小，油脂劣变现象很小。通过查找资料，我们得知滑动轴承的摩擦系数为0.04-0.035，而滚动轴承的摩擦系数为0.0025，二者相差将近16倍。因此，改造后，就能够减少主轴承回转摩擦阻力矩，达到减小电动机使用功率、节约电能的目的，摩擦阻力矩转换电机功率的计算方法是：

　　磨机重量×负荷系数×摩擦系数×轴承回转半径×磨机转数/97360(功率转换系数）

　　Φ4.2×13m磨机3种轴承形式所消耗的电机功率：

　　滚动轴承：630.000kg×0.7×0.0025×1.00cm×15.6÷973.60=17.66kw.h

　　巴士合金（中空轴）：630.000kg ×0.70×0.035×1.00cm×15.6÷973.60=247.31kw.h

　　滑履轴承：630.000kg×0.70×.035×2.00cm×15.6÷ 973.60=494.6kw.h

　　比如：滚动轴承Ф32×13m磨机；电机功率1600kw，研磨体135t。Ф4213磨机功率3550kw，研磨体应该装280t，现在标定装载量是230t.。可见由于采用滑履轴承及磨机回转直径的增加，研磨体的装载量相应的减少了近50t，这对磨机台时产量是个较突出的影响，从3种不同形式轴承所消耗的电机功率看，巴氏合金瓦轴承比滚动轴承多消耗电机功率198kw，滑履轴承比滚动轴承多消耗电机功率477kw，为此，将滑履轴承改造为滚动轴承会有很大的节能降耗潜力。

　　Φ3.8×13m磨机3种轴承形式的电机功率：

　　滚动轴承：480.000kg×0.7×0.0025×1.00cm×16.3÷973.60=14.06kw.h

　　巴士合金（中空轴）：480.000kg×0.7× 0.035×1.00cm×16.3÷973.60=196.88kw.h

　　滑履轴承：480.000kg×0.7×0.035×2.00cm×16.3÷ 973.60=393.77kw.h

　　比如：Ф3.2×13m磨机；电机功率1600kw，研磨体130t。Ф3.8×13m磨机功率2500kw，研磨体应该装225t，现在标定装载量是174t.。可见由于采用滑履轴承及磨机回转直径的增加，研磨体的装载量相应的减少了51t，这对磨机台时产量是个较突出的影响，从3种不同形式轴承所消耗的电机功率看，巴氏合金瓦轴承比滚动轴承多消耗电机功率182kw，滑履轴承比滚动轴承多消耗电机功率379kw，为此，将滑履轴承改造为滚动轴承会有很大的节能降耗潜力。

　　2 改造方法

　　方法（1）：在原来安装滑履轴承的位置上设计托圈，在托圈的下部设计两组托轮，每组托轮设计两个托辊，将滚动轴承安装在托辊的两端，托辊两侧各设计一块连接板，用一根轴固定在连接板上，另一个托辊也是如此设计，连接板设计成近乎三角形，底部用一根销轴与固定底座连接。当磨机转动时，在正压力的作用下，自动找正圆心。因为设计时考虑到承载能力，每组托辊设计成了两个，确保磨机筒体一端有4个托轮支撑，安全可靠，减少磨损，提高了使用寿命。

　　方法（2）：利用滑履轴承的轮带安装滚动轴承的内圈、滚动体和保持架，外套圈安装在主轴承座上，这种改造方法比较简单，投资略高，轴承规格比较大，运转平稳。改造、制造时间50天-60天，现场安装1周-10天。

　　3 磨机改用LMGU滚动轴承的特点：

　　3.1 降低工作电流

　　选择合理的滚动轴承应用于磨机上，其转动时产生的摩擦系数只为0.0025，是滑动轴承的1/16。滑履轴承消耗电动机功率近14%。通过计算和使用实例，磨机转动时滚动轴承消耗的电机功率只占配套电机功率的0.5-7%左右，这样就会降低正常工作电耗，实现节省电费支出、降低生产成本、提高企业经济效益的目标。

　　3.2 降低启动电流

　　由于滑动轴承的摩擦阻力大，在启动时轴与轴承之间相摩擦以加速度原理达到固定转数时为止，电动机要克服很大的摩擦阻力矩，一般启动电流是工作电流的5～6倍之多。采用滚动轴承之后，启动电流只是工作电流的2倍左右，老式磨机正常工作时的电机富余功率较大的原因就是因为滑动轴承的原因。主轴承改用滚动轴承之后，可以减小配套电机功率或增加磨机研磨体装入量，既提高了电机效率，减小了无用功，又可提高台时产量。

　　3.3 节省大量的润滑油

　　由于滑履轴承的润滑是采用高低压供油，一般是在磨机启动前和停磨时用高压系统，在正常运转时由低压系统供油。低压系统管路设计成三路，其中两路分别通到两个滑瓦前的油盘里，冷却滑环和供油动轴承润滑；另一路通到滑履罩上方的淋油管，对滑环上部进行冷却降温，消耗大量润滑油。经过滚动轴承节能改造后，可以取消稀油润滑站，油池润滑，轴承滚动体在下部油池内经过后，就会带上润滑油，既能满足润滑要求。半年更换一次润滑油，更换一次只需200kg即可。如果采用托辊轴承方式，托圈与托辊之间采用低压系统供油，当筒体温度传导至托辊时，在润滑油的作用下，减少摩擦功耗，降低了摩擦而发热，同时润滑油经过摩擦处时，能将其中的热量带走，在稀油站冷却水的作用下，把温度降下来，保证了良好的设备运转率。需要很少量的循环油即可。可节省润滑油80%。

　　3.4 增加研磨体装载量，提高磨机产量

　　由于磨机的工作电流下降15%左右，因此可以增加研磨体的装载量10%以上，研磨体的增加必然达到提高磨机台时产量的效果。台时产量增高15%左右，生产成本就会下降，吨水泥的利润率就会提高。

　　3.5 年末检修、清洗轴承非常方便

　　因为轴承的滚动体和保持架上半圈全部外露，废油和杂物都容易清洗干净。而国标轴承，整体外套圈移动量小，滚动体和保持架不能全部外露，因此不可能将全部的废油和杂物清洗干净，会影响以后作用。

　　3.6滚动轴承可以更换部件

　　LMGU滚动轴承由内圈、外圈、保持架和滚动体四大部件组成，可以随时更换每个部件，避免了老式轴承每坏一个部件，就要更换整套轴承的缺点。为了使这种轴承向系列化、标准化方向发展，我公司承担了中华人民共和国建材行业标准《水泥工业用轴瓦（轴承）》的起草工作，通过了行业内专家的审议，经中华人民共和国国家发展和改革委员会批准于2006年12月1日开始颁布实施。

　　3.7 减少维修量，提高运转率

　　滑动轴承使用年限一般为1～3年，磨机主轴也会磨损，如果保养不好，有些厂家几个月就得换一副轴承。滑动轴承正常工作时不允许出现缺少润滑油、冷却水或轴承温升过高的现象发生。一旦发生就要停机检修，因此普遍存在运转率低的现象。采用滚动轴承之后只要及时加注少量的干油，就能正常运转，不需要专门看护磨机，且滚动轴承的实际使用年限在8～12年，用户可放心使用。这会减小部分维修量和停机现象，提高了设备运转率。

　　3.8 节约冷却水，改善环境卫生

　　采用滚动轴承之后，湿式磨和水泥原料磨可省去轴承循环冷却水装置，不影响轴承使用年限；滚动轴承座采用干油润滑之后，没有油渍污染现象发生，改善了环境卫生。

编辑：姜立东

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