磨機滾動軸承研制與應用
2009-10-29 一、管磨機主軸承采用滾動軸承的開發(fā)應用成果
多年以來水泥工業(yè)用管磨機一直采用滑動軸承（巴氏合金瓦），遼寧省北票市理想機械工程有限公司在多年設計、制造球磨機的基礎上，于1992年開始研究、試制將滾動軸承應用在球磨機的主軸承上，取代了滑動軸承，經(jīng)過十幾年的研究、改革、創(chuàng)新、實踐和應用，已經(jīng)取得了可喜成果。
1.節(jié)電方面。磨機采取滾動軸承，其摩擦系數(shù)由滑動軸承的0.04降到0.0025，降低了近16倍，磨機起動電流減少40%，工作電流減少10%以上，臺時產(chǎn)量的電耗降低10%以上。
2.節(jié)省潤滑油。老式磨機主軸承采用滴油式或油池式潤滑或用稀油潤滑站供油，耗油量大，油站維修量大，事故多，滑動軸承因是面接觸，在正壓力的作用下，油質(zhì)的劣變現(xiàn)象嚴重。滾動軸承為滾動式線接觸，用油量小，油質(zhì)的劣變現(xiàn)象很少，每年只需幾十千克到100千克的潤滑油。
3．采用新型高級優(yōu)質(zhì)甘油潤滑，減掉稀油站設施，節(jié)油量80%～90%。
4．由于原磨機電動機的功率限制，筒體內(nèi)研磨體的填充量根據(jù)實際經(jīng)驗總結(jié)明顯不足。經(jīng)改造后電機的輸出功率有很大的富余，完全可以增加15%～20%的研磨體裝入量，同時改進球磨機前后倉容積，改善襯板和出料篦板結(jié)構(gòu)形狀，可提高產(chǎn)品細度，為此能夠達到既節(jié)省電耗又提高產(chǎn)量的雙重效益。
5．減少因滑動軸承溫度過高停機和因主軸承燒瓦引起停產(chǎn)影響產(chǎn)量的現(xiàn)象。由于電動機輸出功率的降低，所有配電設施、減速機、大小齒輪的使用壽命都會延長。
二、MGU滾動軸承的優(yōu)點
1．球磨機滾動軸承采用的是下半環(huán)形外套圈雙列調(diào)心滾子軸承，它不僅承載能力強，可以滿足球磨機重負荷運轉(zhuǎn)的要求，而且調(diào)心功能可以消除由于制造和安裝累積的誤差引起的電流波動。
2．滾動軸承運轉(zhuǎn)靈活，對提高磨機的傳動效率、減少耗能量，具有顯著的作用。
3．球磨機在運行時，主軸承受的力是向下的，也有較小的軸向和側(cè)向力，沒有向上的力。標準調(diào)心滾子軸承、短圓柱滾子軸承等都能夠承受圓周各位置徑向力。用在磨機的主軸承上時，只是外圈的下半周承受力，上半周處于閑置狀態(tài)。運行一段時間后，整個外套圈會出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。雖然可以經(jīng)常對外套圈圓周方向調(diào)換位置，但是都需要停車、停產(chǎn)才能操作，另外較大的軸承座拆裝都比較困難。所述這種U型軸承體，就解決了上述的問題，它經(jīng)過優(yōu)化設計和制造加工，將軸承的外套圈制成下半環(huán)結(jié)構(gòu)形狀，放置在軸承盒內(nèi)，其整體結(jié)構(gòu)上有足夠的動負荷能力，通過軸承和軸承座之間的結(jié)構(gòu)互補，達到滾動軸承較小的耗材，也簡化了加工工藝和縮短了生產(chǎn)周期，使整個軸承體的造價降低。
4．球磨機滾動軸承外形尺寸沒有照搬國家標準，更適合球磨機的使用要求，而且制造成本大大降低，經(jīng)濟適用性更強。
5．實現(xiàn)良好潤滑，延長軸承使用壽命。采用國標雙列調(diào)心滾動軸承時，直徑和幅高都比較大，潤滑油進入滾動體中心時距離長、速度慢，如果軸承盒內(nèi)的油量達不到2/3以上時，就會出現(xiàn)缺油潤滑不良的現(xiàn)象。為此雖然采用了滾動軸承，但是由于潤滑不良，軸承的摩擦系數(shù)仍然很大，起不到降低軸承摩擦阻力矩的作用，也就起不到節(jié)電作用。采用新研制的MGU滾動軸承之后，滾動體的上半圈外露，能夠使?jié)櫥椭苯优c滾動體接觸，潤滑油在軸承盒內(nèi)只要超過50%油位，即可形成良好潤滑，達到節(jié)電和延長軸承使用壽命的良好效果。
6．年末檢修、清洗軸承時非常方便，因為軸承的滾動體和保持架上半圈全部外露，很容易將廢油和雜物都清洗掉。而國標軸承整體的外套圈移動量小，滾動體和保持架不能全部外露，因此不可能將全部的廢油和雜物清洗干凈，會縮短使用壽命。
7．MGU滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、保持架和滾動體四大部件組成，可以隨時更換每個部件，彌補了采用老式軸承每壞一個部件就要更換整套軸承的缺點。
三、MGU滾動軸承球磨機在市場中的推廣與應用
1．用于老式磨機改造
桂林獨秀水泥有限公司Ф2.2×7m開流水泥磨，產(chǎn)量不能滿足生產(chǎn)需求。獨秀水泥公司請來了北票市理想機械工程有限公司的技術人員，根據(jù)此磨機的工藝狀況選擇了磨機擴徑改造。原磨機的電機、電控、機械傳動部件、磨機基礎都不變，此種改造只是將原主軸承改為滾動軸承，而后將磨機筒體擴徑至Ф2.4×7m。對這項改造獨秀水泥公司只投入25萬元，卻達到增產(chǎn)30%以上，水泥噸電耗下降7%左右的效果，為獨秀水泥公司提高經(jīng)濟效益做出了貢獻。
2．用于新裝備磨機整機
北京平谷水泥二廠對此項技術非常滿意，2002年該廠新上1條1200t/d旋窯生產(chǎn)線，其中關鍵設備2臺Φ3×12m球磨機采用了滾動軸承技術取得實效。隨后山東煙臺塔峰水泥廠Φ3×12m磨、江蘇鎮(zhèn)江市鎮(zhèn)光水泥廠Φ3×11m磨、江西贛豐建材公司Φ3×13m、Φ3×9m磨機等多個廠家全部采用滾動軸承先進技術。磨機的裝載量比普通磨提高15%，產(chǎn)量增加10%以上，噸水泥電耗下降3kWh。
3．用戶實例
宛北水泥有限公司從遼寧省北票市理想機械工程有限公司購置了1臺JMQGФ2.2×7.0m軸承磨機，該磨機采用了滾動軸承、雙U形高效襯板、磨內(nèi)篩分、活化強磨裝置、排料控制裝置等一系列先進技術，并于2003年3月投入運行，通過一系列考核，該磨機具有以下優(yōu)點：
①裝載量高：與普通磨機相比提高了3t，現(xiàn)達到36t，運行電流在36A～38A之間。
②產(chǎn)量高：普通磨機一般為25t/h，該磨機Z高可達35t/h，現(xiàn)控制在32t/h，已滿足生產(chǎn)需要。
③節(jié)電：與老式Ф2.2×7.0m普通磨機相比，每天節(jié)電750kWh，全年可節(jié)省電費支出12萬多元。
④啟動時間短：普通Ф2.2×7.0m磨機啟動時間為6～7秒，此臺磨機啟動時間小于4秒，這樣使機械傳動部件和電器配件的壽命也得到了延長。
⑤節(jié)油、節(jié)水：正常運轉(zhuǎn)情況下每天約耗0.1千克鋰基質(zhì)黃油，一年除Z高溫的幾個月，其余時間可不用冷卻水，兩項總計年可節(jié)約費用近萬元。
⑥運行平穩(wěn)、運轉(zhuǎn)率達98%以上、維護工作量小,該磨機不會像老式磨機那樣發(fā)生瓦升溫、研瓦等事故，只需每周加注黃油一次，維護人員少，可實現(xiàn)一人多職，大大降低了勞動強度和人工成本。
宛北水泥公司生料制備系統(tǒng)改造總計投資約72萬多元。生料制備系統(tǒng)改造后，生產(chǎn)能力達到了44萬噸，不僅充分滿足了窯的需要，并且生料噸電耗下降了3kWh，全年可節(jié)電132萬kWh，節(jié)省電費支出66萬多元。僅節(jié)電費用1年可大致收回投資，如加上增產(chǎn)收益，效益更為可觀。
多年以來水泥工業(yè)用管磨機一直采用滑動軸承（巴氏合金瓦），遼寧省北票市理想機械工程有限公司在多年設計、制造球磨機的基礎上，于1992年開始研究、試制將滾動軸承應用在球磨機的主軸承上，取代了滑動軸承，經(jīng)過十幾年的研究、改革、創(chuàng)新、實踐和應用，已經(jīng)取得了可喜成果。
1.節(jié)電方面。磨機采取滾動軸承，其摩擦系數(shù)由滑動軸承的0.04降到0.0025，降低了近16倍，磨機起動電流減少40%，工作電流減少10%以上，臺時產(chǎn)量的電耗降低10%以上。
2.節(jié)省潤滑油。老式磨機主軸承采用滴油式或油池式潤滑或用稀油潤滑站供油，耗油量大，油站維修量大，事故多，滑動軸承因是面接觸，在正壓力的作用下，油質(zhì)的劣變現(xiàn)象嚴重。滾動軸承為滾動式線接觸，用油量小，油質(zhì)的劣變現(xiàn)象很少，每年只需幾十千克到100千克的潤滑油。
3．采用新型高級優(yōu)質(zhì)甘油潤滑，減掉稀油站設施，節(jié)油量80%～90%。
4．由于原磨機電動機的功率限制，筒體內(nèi)研磨體的填充量根據(jù)實際經(jīng)驗總結(jié)明顯不足。經(jīng)改造后電機的輸出功率有很大的富余，完全可以增加15%～20%的研磨體裝入量，同時改進球磨機前后倉容積，改善襯板和出料篦板結(jié)構(gòu)形狀，可提高產(chǎn)品細度，為此能夠達到既節(jié)省電耗又提高產(chǎn)量的雙重效益。
5．減少因滑動軸承溫度過高停機和因主軸承燒瓦引起停產(chǎn)影響產(chǎn)量的現(xiàn)象。由于電動機輸出功率的降低，所有配電設施、減速機、大小齒輪的使用壽命都會延長。
二、MGU滾動軸承的優(yōu)點
1．球磨機滾動軸承采用的是下半環(huán)形外套圈雙列調(diào)心滾子軸承，它不僅承載能力強，可以滿足球磨機重負荷運轉(zhuǎn)的要求，而且調(diào)心功能可以消除由于制造和安裝累積的誤差引起的電流波動。
2．滾動軸承運轉(zhuǎn)靈活，對提高磨機的傳動效率、減少耗能量，具有顯著的作用。
3．球磨機在運行時，主軸承受的力是向下的，也有較小的軸向和側(cè)向力，沒有向上的力。標準調(diào)心滾子軸承、短圓柱滾子軸承等都能夠承受圓周各位置徑向力。用在磨機的主軸承上時，只是外圈的下半周承受力，上半周處于閑置狀態(tài)。運行一段時間后，整個外套圈會出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。雖然可以經(jīng)常對外套圈圓周方向調(diào)換位置，但是都需要停車、停產(chǎn)才能操作，另外較大的軸承座拆裝都比較困難。所述這種U型軸承體，就解決了上述的問題，它經(jīng)過優(yōu)化設計和制造加工，將軸承的外套圈制成下半環(huán)結(jié)構(gòu)形狀，放置在軸承盒內(nèi)，其整體結(jié)構(gòu)上有足夠的動負荷能力，通過軸承和軸承座之間的結(jié)構(gòu)互補，達到滾動軸承較小的耗材，也簡化了加工工藝和縮短了生產(chǎn)周期，使整個軸承體的造價降低。
4．球磨機滾動軸承外形尺寸沒有照搬國家標準，更適合球磨機的使用要求，而且制造成本大大降低，經(jīng)濟適用性更強。
5．實現(xiàn)良好潤滑，延長軸承使用壽命。采用國標雙列調(diào)心滾動軸承時，直徑和幅高都比較大，潤滑油進入滾動體中心時距離長、速度慢，如果軸承盒內(nèi)的油量達不到2/3以上時，就會出現(xiàn)缺油潤滑不良的現(xiàn)象。為此雖然采用了滾動軸承，但是由于潤滑不良，軸承的摩擦系數(shù)仍然很大，起不到降低軸承摩擦阻力矩的作用，也就起不到節(jié)電作用。采用新研制的MGU滾動軸承之后，滾動體的上半圈外露，能夠使?jié)櫥椭苯优c滾動體接觸，潤滑油在軸承盒內(nèi)只要超過50%油位，即可形成良好潤滑，達到節(jié)電和延長軸承使用壽命的良好效果。
6．年末檢修、清洗軸承時非常方便，因為軸承的滾動體和保持架上半圈全部外露，很容易將廢油和雜物都清洗掉。而國標軸承整體的外套圈移動量小，滾動體和保持架不能全部外露，因此不可能將全部的廢油和雜物清洗干凈，會縮短使用壽命。
7．MGU滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、保持架和滾動體四大部件組成，可以隨時更換每個部件，彌補了采用老式軸承每壞一個部件就要更換整套軸承的缺點。
三、MGU滾動軸承球磨機在市場中的推廣與應用
1．用于老式磨機改造
桂林獨秀水泥有限公司Ф2.2×7m開流水泥磨，產(chǎn)量不能滿足生產(chǎn)需求。獨秀水泥公司請來了北票市理想機械工程有限公司的技術人員，根據(jù)此磨機的工藝狀況選擇了磨機擴徑改造。原磨機的電機、電控、機械傳動部件、磨機基礎都不變，此種改造只是將原主軸承改為滾動軸承，而后將磨機筒體擴徑至Ф2.4×7m。對這項改造獨秀水泥公司只投入25萬元，卻達到增產(chǎn)30%以上，水泥噸電耗下降7%左右的效果，為獨秀水泥公司提高經(jīng)濟效益做出了貢獻。
2．用于新裝備磨機整機
北京平谷水泥二廠對此項技術非常滿意，2002年該廠新上1條1200t/d旋窯生產(chǎn)線，其中關鍵設備2臺Φ3×12m球磨機采用了滾動軸承技術取得實效。隨后山東煙臺塔峰水泥廠Φ3×12m磨、江蘇鎮(zhèn)江市鎮(zhèn)光水泥廠Φ3×11m磨、江西贛豐建材公司Φ3×13m、Φ3×9m磨機等多個廠家全部采用滾動軸承先進技術。磨機的裝載量比普通磨提高15%，產(chǎn)量增加10%以上，噸水泥電耗下降3kWh。
3．用戶實例
宛北水泥有限公司從遼寧省北票市理想機械工程有限公司購置了1臺JMQGФ2.2×7.0m軸承磨機，該磨機采用了滾動軸承、雙U形高效襯板、磨內(nèi)篩分、活化強磨裝置、排料控制裝置等一系列先進技術，并于2003年3月投入運行，通過一系列考核，該磨機具有以下優(yōu)點：
①裝載量高：與普通磨機相比提高了3t，現(xiàn)達到36t，運行電流在36A～38A之間。
②產(chǎn)量高：普通磨機一般為25t/h，該磨機Z高可達35t/h，現(xiàn)控制在32t/h，已滿足生產(chǎn)需要。
③節(jié)電：與老式Ф2.2×7.0m普通磨機相比，每天節(jié)電750kWh，全年可節(jié)省電費支出12萬多元。
④啟動時間短：普通Ф2.2×7.0m磨機啟動時間為6～7秒，此臺磨機啟動時間小于4秒，這樣使機械傳動部件和電器配件的壽命也得到了延長。
⑤節(jié)油、節(jié)水：正常運轉(zhuǎn)情況下每天約耗0.1千克鋰基質(zhì)黃油，一年除Z高溫的幾個月，其余時間可不用冷卻水，兩項總計年可節(jié)約費用近萬元。
⑥運行平穩(wěn)、運轉(zhuǎn)率達98%以上、維護工作量小,該磨機不會像老式磨機那樣發(fā)生瓦升溫、研瓦等事故，只需每周加注黃油一次，維護人員少，可實現(xiàn)一人多職，大大降低了勞動強度和人工成本。
宛北水泥公司生料制備系統(tǒng)改造總計投資約72萬多元。生料制備系統(tǒng)改造后，生產(chǎn)能力達到了44萬噸，不僅充分滿足了窯的需要，并且生料噸電耗下降了3kWh，全年可節(jié)電132萬kWh，節(jié)省電費支出66萬多元。僅節(jié)電費用1年可大致收回投資，如加上增產(chǎn)收益，效益更為可觀。