论文部分内容阅读
[摘要]：理论和实践证明滑动轴承的摩擦系数在0.04左右，每台磨机在正常转动时需要克服滑动轴承较大的摩擦阻力矩，其消耗的电机功率占配套电机功率的7-12%左右，功率消耗大，为此，大胆地着手研究采用滚动轴承代替老式磨机滑动轴承。在滚动轴承取代滑动轴承后，发现轴承的结构形状及造价不适应，为了解决轴承的规格大、轮幅宽，润滑比较困难，定期检修清洗轴承不方便，轴承组件有一件损坏就需要换整套轴承等问题。而达到造价低又非常实用之目的，研制了LMGU下半环外套圈双列调心滚动轴承。
[关键词]：磨机 滚动轴承 技术研发
中图分类号：TQ172.6+32 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）26- 0583 -01
一、管磨机主轴承改用滚动轴承的研制开发
球磨机广泛应用在建材、化工、冶金矿山等行业的粉磨作业中，老式磨机的主轴承都采用滑动轴承（巴氏合金瓦），80年代部分磨机也有选用动静压轴承（即巴氏合金瓦配套高压稀油起动，低压稀油工作）。理论和实践证明滑动轴承的摩擦系数在0.04左右，每台磨机在正常转动时需要克服滑动轴承较大的摩擦阻力矩，其消耗的电机功率占配套电机功率的7-12%左右，功率消耗大，为此，大胆地着手研究采用滚动轴承代替老式磨机滑动轴承。
最初选用滚动轴承的规格型号时遇到了很多的困难，也走了很多的弯路。因为当时国内国际生产轴承的厂家，还没有研究出磨机专用滚动轴承，只能采用现有规格型号的标准轴承。采用标准轴承用在球磨机的主轴承上有较多不能克服的缺点： 1）、如采用双列调心国标轴承，轴承规格大，造价高，安装困难。由于轴承幅高大，润滑油不能及时润滑到滚动体的全部表面，会出现润滑不良、摩擦系数降低较少，轴承使用寿命会受到影响。2）、采用双列调心外球面滚动轴承时，轴承重量大，造价高，且磨机同心度不好，滑动调心时消耗的电机功率大。3）、选用缺圆柱滚子轴承时，需配置球面轴承座，加工部件复杂，成本高。4）、选用调心球轴承时，承载能力小，造价高。5）、采用内锥孔轴承时，轴向定位困难，加工难度大。上述这些轴承有一个共同的缺点，就是维护检修还不够方便。采用上述滚动轴承之后，在技术上比滑动轴承（巴氏合金瓦）有较大的进步，但仍不十分理想。
经过研究、试验和多年的用户使用表明，球磨机主轴承采用滚动轴承是取代滑动轴承较为理想的新技术，管磨机主轴承采用滚动轴承，早在十九世纪初就已经开始逐渐应用，当时应用的空间很小、发展很慢，主要原因是轴承的结构形状及造价不适应。比如最初第一阶段使用的滚动轴承是短圆柱滚动轴承，采用这种轴承需要继续使用下球面座解决调心问题，这样制造和加工都比较麻烦。在第二阶段的设计时采用了短圆柱轴承外套圈为球面体形状，虽然减去了下部球面座，但是仍然是滑动形势的调心，调心阻力偏大，不够理想。进入第三个阶段是采用双列调心滚动轴承，这种轴承调心功能好、阻力小，但也存在着一定的缺点。由于轴承的规格大、轮幅宽，润滑比较困难，定期检修清洗轴承不方便，轴承组件有一件损坏就需要换整套轴承。为了解决上述三种轴承存在的诸多缺点，使其达到造价低又非常实用之目的，一种LMGU下半环外套圈双列调心滚动轴承诞生了。
二、LMGU磨机滚动轴承主要有如下特点
1）、球磨机在运行时，主轴承受的力是向下的，也有较小的轴向和侧向力，没有向上的力。标准调心滚动轴承、短圆柱滚动轴承等都是能够承受圆周各位置径向力。用在磨机的主轴承上时，只是外圈的下半周承受力，上半周处于闲置状态。运行一段时间后，整个外套圈会出现偏磨现象。虽然可以经常对外套圈圆周方向调换位置，但是都需要停车、停产才能操作，另外较大的轴承座拆装都比较困难。所述这种U型轴承体，就解决了上述存在的问题，它经过优化设计和制造加工，将轴承的外套圈制成下半环结构形状，放置在轴承盒内，其整体结构上有足够的动负荷能力，通过轴承和轴承座之间的结构互补，达到滚动轴承较小的耗材，也简化了加工工艺和缩短了生产周期，使整个轴承体的造价降低。
2）、球磨机滚动轴承外形尺寸随磨机规格的大小、动负荷的轻重而确定，更适合球磨机的使用要求，而且制造成本大大降低，经济适用性更强。
3）、实现良好润滑，延长轴承使用寿命。采用国标双列调心滚动轴承时，直径和幅高都比较大，润滑油进入滚动体中心时距离长、时间慢，如果轴承盒内的油量达不到三分之二以上时，形不成油压，就会出现缺油润滑不良的现象。为此虽然采用了滚动轴承，但是由于润滑不良，那么轴承的摩擦系数仍然很大，起不到降低轴承摩擦阻力矩的作用，也就不起节电作用。采用新研制的LMGU滚动轴承之后，滚动体的上半圈外露，能够使润滑油直接与滚动体接触，润滑油在轴承盒内只要超过50%油位，即可形成良好润滑，达到节电和延长轴承使用寿命的良好效果。
4）、年末检修、清洗轴承时非常方便。因为轴承的滚动体和保持架上半圈全部外露，废油和杂物都清洗掉。而国标轴承整体的外套圈移动量小，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，会影响今后作用。
5）、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，消除了采用老式轴承每坏一个部件，就要更换整套轴承的缺点。
6）、降低工作电流：选择合理的滚动轴承应用在磨机上，在转动时产生的摩擦系数只为0.0025，低于滑动轴承近16倍，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—1%，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良好作用。
7）、降低起动电流：由于滑动轴承的摩擦阻力大，在起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，一般起动电流是工作电流的5—6倍之多。采用滚动轴承之后，起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，提高了电机效率，减小了无用功，又可提高台时产量。
8）、减小润滑油消耗：滑动轴承必须采用稀油润滑才能正常工作，由于稀油润滑的轴承盒密封不好，稀油容易混进粉尘杂物，加之轴与轴承产生的压力使稀油的劣变也较严重，因此稀油的消耗和浪费现象特别严重。改用滚动轴承之后，因为转数低，承载能力大，不产生摩擦热源，因此改用润滑脂完全可以满足要求，这样就可以去掉稀油润滑站，节省油耗90%。
9）、减小维修量，提高运转率：滑动轴承使用年限为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。
10）、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去掉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。
结论：
磨机主轴承采用滚动轴承，实现了节省电费支出、降低生產成本、提高企业经济效益的良好作用。
作者简介：姓名：刘旭杰 性别：女 出生年月：197103 职称：工程师 研究方向：机电一体化
编制所在单位：朝阳市中小企业服务中心
现工作单位名称：朝阳市经济和信息化委员会
[关键词]：磨机 滚动轴承 技术研发
中图分类号：TQ172.6+32 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）26- 0583 -01
一、管磨机主轴承改用滚动轴承的研制开发
球磨机广泛应用在建材、化工、冶金矿山等行业的粉磨作业中，老式磨机的主轴承都采用滑动轴承（巴氏合金瓦），80年代部分磨机也有选用动静压轴承（即巴氏合金瓦配套高压稀油起动，低压稀油工作）。理论和实践证明滑动轴承的摩擦系数在0.04左右，每台磨机在正常转动时需要克服滑动轴承较大的摩擦阻力矩，其消耗的电机功率占配套电机功率的7-12%左右，功率消耗大，为此，大胆地着手研究采用滚动轴承代替老式磨机滑动轴承。
最初选用滚动轴承的规格型号时遇到了很多的困难，也走了很多的弯路。因为当时国内国际生产轴承的厂家，还没有研究出磨机专用滚动轴承，只能采用现有规格型号的标准轴承。采用标准轴承用在球磨机的主轴承上有较多不能克服的缺点： 1）、如采用双列调心国标轴承，轴承规格大，造价高，安装困难。由于轴承幅高大，润滑油不能及时润滑到滚动体的全部表面，会出现润滑不良、摩擦系数降低较少，轴承使用寿命会受到影响。2）、采用双列调心外球面滚动轴承时，轴承重量大，造价高，且磨机同心度不好，滑动调心时消耗的电机功率大。3）、选用缺圆柱滚子轴承时，需配置球面轴承座，加工部件复杂，成本高。4）、选用调心球轴承时，承载能力小，造价高。5）、采用内锥孔轴承时，轴向定位困难，加工难度大。上述这些轴承有一个共同的缺点，就是维护检修还不够方便。采用上述滚动轴承之后，在技术上比滑动轴承（巴氏合金瓦）有较大的进步，但仍不十分理想。
经过研究、试验和多年的用户使用表明，球磨机主轴承采用滚动轴承是取代滑动轴承较为理想的新技术，管磨机主轴承采用滚动轴承，早在十九世纪初就已经开始逐渐应用，当时应用的空间很小、发展很慢，主要原因是轴承的结构形状及造价不适应。比如最初第一阶段使用的滚动轴承是短圆柱滚动轴承，采用这种轴承需要继续使用下球面座解决调心问题，这样制造和加工都比较麻烦。在第二阶段的设计时采用了短圆柱轴承外套圈为球面体形状，虽然减去了下部球面座，但是仍然是滑动形势的调心，调心阻力偏大，不够理想。进入第三个阶段是采用双列调心滚动轴承，这种轴承调心功能好、阻力小，但也存在着一定的缺点。由于轴承的规格大、轮幅宽，润滑比较困难，定期检修清洗轴承不方便，轴承组件有一件损坏就需要换整套轴承。为了解决上述三种轴承存在的诸多缺点，使其达到造价低又非常实用之目的，一种LMGU下半环外套圈双列调心滚动轴承诞生了。
二、LMGU磨机滚动轴承主要有如下特点
1）、球磨机在运行时，主轴承受的力是向下的，也有较小的轴向和侧向力，没有向上的力。标准调心滚动轴承、短圆柱滚动轴承等都是能够承受圆周各位置径向力。用在磨机的主轴承上时，只是外圈的下半周承受力，上半周处于闲置状态。运行一段时间后，整个外套圈会出现偏磨现象。虽然可以经常对外套圈圆周方向调换位置，但是都需要停车、停产才能操作，另外较大的轴承座拆装都比较困难。所述这种U型轴承体，就解决了上述存在的问题，它经过优化设计和制造加工，将轴承的外套圈制成下半环结构形状，放置在轴承盒内，其整体结构上有足够的动负荷能力，通过轴承和轴承座之间的结构互补，达到滚动轴承较小的耗材，也简化了加工工艺和缩短了生产周期，使整个轴承体的造价降低。
2）、球磨机滚动轴承外形尺寸随磨机规格的大小、动负荷的轻重而确定，更适合球磨机的使用要求，而且制造成本大大降低，经济适用性更强。
3）、实现良好润滑，延长轴承使用寿命。采用国标双列调心滚动轴承时，直径和幅高都比较大，润滑油进入滚动体中心时距离长、时间慢，如果轴承盒内的油量达不到三分之二以上时，形不成油压，就会出现缺油润滑不良的现象。为此虽然采用了滚动轴承，但是由于润滑不良，那么轴承的摩擦系数仍然很大，起不到降低轴承摩擦阻力矩的作用，也就不起节电作用。采用新研制的LMGU滚动轴承之后，滚动体的上半圈外露，能够使润滑油直接与滚动体接触，润滑油在轴承盒内只要超过50%油位，即可形成良好润滑，达到节电和延长轴承使用寿命的良好效果。
4）、年末检修、清洗轴承时非常方便。因为轴承的滚动体和保持架上半圈全部外露，废油和杂物都清洗掉。而国标轴承整体的外套圈移动量小，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，会影响今后作用。
5）、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，消除了采用老式轴承每坏一个部件，就要更换整套轴承的缺点。
6）、降低工作电流：选择合理的滚动轴承应用在磨机上，在转动时产生的摩擦系数只为0.0025，低于滑动轴承近16倍，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—1%，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良好作用。
7）、降低起动电流：由于滑动轴承的摩擦阻力大，在起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，一般起动电流是工作电流的5—6倍之多。采用滚动轴承之后，起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，提高了电机效率，减小了无用功，又可提高台时产量。
8）、减小润滑油消耗：滑动轴承必须采用稀油润滑才能正常工作，由于稀油润滑的轴承盒密封不好，稀油容易混进粉尘杂物，加之轴与轴承产生的压力使稀油的劣变也较严重，因此稀油的消耗和浪费现象特别严重。改用滚动轴承之后，因为转数低，承载能力大，不产生摩擦热源，因此改用润滑脂完全可以满足要求，这样就可以去掉稀油润滑站，节省油耗90%。
9）、减小维修量，提高运转率：滑动轴承使用年限为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。
10）、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去掉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。
结论：
磨机主轴承采用滚动轴承，实现了节省电费支出、降低生產成本、提高企业经济效益的良好作用。
作者简介：姓名：刘旭杰 性别：女 出生年月：197103 职称：工程师 研究方向：机电一体化
编制所在单位：朝阳市中小企业服务中心
现工作单位名称：朝阳市经济和信息化委员会