托輪軸承瓦技術在水泥企業生產經營中的應用和經濟效益
2009-07-31 文/姬玉媛
托輪是支承回轉窯運轉的，而托輪軸承是支承回轉窯正常運轉的關鍵所在。
回轉窯的托輪軸承，一般有兩種形式：一是滾動軸承，它的優點有體積小、節省潤滑油，密封好、不易滲漏，調窯靈活、節省動力，傳動系統的復合可以減輕；二是滑動軸承，一般在大型窯上采用。大同水泥廠的回轉窯托輪都是喜愛用滑動軸承。而大同市新榮水泥廠回轉窯托輪用的是滾動軸承。在運轉中滑動軸承常常會發生軸瓦燒研和軸瓦與軸抱死，造成翻瓦頂壞軸承上蓋或軸拉絲而將瓦翻上來的嚴重事故，大同水泥廠的4＃窯2＃墩西托輪就發生過軸拉絲而將瓦翻上來的嚴重事故。這種事故一旦發生，就必須停窯進行處理，費時費力，造成經濟損失（修復一次包括停車冷窯處理需近24小時）加上因軸拉絲更換托輪，一個托輪就需6萬多元，可見損失是很大的。
造成上述事故的原因是多方面的，比如：缺油、油臟、油變質、潤滑油品種選擇欠佳和軸承的設計和刮研欠佳，拖輪受力過大，受力不均勻等都是重要因素。潤滑油固然與選型有關，但畢竟是可變的因素。當時選用的不當，經過使用后，根據經驗隨時改換適宜的品種。油臟變質有經驗的人一經檢查就會發現，然后決定是否需要更換。缺油問題只需崗位工人勤檢查也是不難及時發現的，而軸瓦的設計與刮研等因素就不是輕而易舉能夠發現的，而這個問題又與潤滑油息息相關，這就是需要我們認真探討的問題所在。
回轉窯托輪軸承的球形瓦，一般均有兩部分組成：一部分是帶有凸球面的有鑄鐵制成的球面體，另一部分是用各種青銅制成的軸瓦，托輪軸承相對來說規格比較小，當前一般都采用180°的半開軸瓦。大同水泥廠的該軸瓦原是德國制造的，即下半個是青銅瓦，上邊是鑄鐵瓦，（目前已大部分改為華新窯軸瓦即半開軸瓦，沒有上瓦）這種形式的瓦與華新窯軸瓦相比，結構較復雜，散熱不好，不便檢查，而實踐證明也沒有多大用處。就軸瓦的材料來看，Z早均使用磷青銅。它的強度和硬度雖較高，但工藝復雜，熔化時磷不易加入，質量較難保證，成品率不高，后來國內改用了鋁青銅ZQAL9-4，雖然強度和硬度較高，熔化比較簡單，但是制成質量也不易保證。根據其他廠和制造廠家的改進，也改用了鑄造錫青銅（ZQSn6-6-3）。從這些年的使用情況來看，其強度和硬度雖不及鋁青銅，但通過適當的加厚軸瓦厚度來彌補，效果還是可以的。使用錫青銅，鑄造容易，刮研方便，對保護托輪有力，成品率也高。
從軸瓦與軸頸接觸的面積來看，也有了很大的變化。Z早軸瓦都采用120°-90°大接觸角間隙小瓦口，根據實踐，目前發展到75°左右較小接觸角大瓦口的軸瓦，經過多年實踐好處較多，如潤滑帶油好，散熱快，不易瓦抱軸造成軸拉絲。
近代又出現了不刮瓦軸承，在柳州水泥廠、珠江水泥廠回轉窯上已有應用，據兩廠的反映效果良好，不刮瓦軸承，在理論上軸頸與軸瓦是線接觸，即接觸角為零。在不刮瓦的軸承中，瓦口間隙也有向大發展的趨勢，這也與國內的經驗相吻合。不刮瓦軸承，不管軸頸多大，一律采用（軸頸名義尺寸+1+0.5）來形成瓦口間隙。不刮瓦軸承，顧名思義，在安裝時是不需要刮研的，尺寸和表面粗糙度均靠機械加工實現。但是隨著軸瓦的磨損，燒瓦事故總是難免的，一旦發生，只有用刮研的方法解決Z方便，就是說不論刮瓦軸承或不刮瓦軸承，刮研是不可避免的。
托輪軸承瓦的可靠度與瓦面的幾何形狀和尺寸密切相關，傳統的軸瓦設計都要求保證一定的接觸角，對180°的瓦Z早要求接觸角為120°，后來逐漸減小，這時從生產實踐中總結出來的，因為減小接觸角對同一設備上的同一塊瓦來說，可靠度會提高。由于接觸角逐漸減小，效果亦越來越好，從而導致不刮瓦軸承的出現。不刮瓦軸承在理論上接觸角等于零，實際上，由于軸頸上負荷的作用，軸瓦會發生變形，所以是一個窄條的條帶接觸。實驗證明，不刮瓦軸承的承載能力為刮瓦軸承的3倍。不刮瓦軸承，實際上是間隙軸承，即從瓦口到受力Z大處瓦面與軸頸表面之間的間隙逐漸減小，如無油膜，則間隙為零。這種軸承符合潤滑基本方程——雷諾方程的條件，所以油膜極易形成。刮瓦軸承實際上是無間隙軸承，即在接觸角內，瓦面與軸頸表面之間沒有間隙，當軸頸受力作用后軸瓦就要發生彈性變形，運轉一段時間后溫度會升高，還要產生一個溫度變形，這就是我們通常說的夾幫現象。在很多燒瓦的瓦面上都存在夾幫痕跡。
在滑動軸承的瓦口邊都設計有導油槽，以便使潤滑油均布于其中，保證供油均勻，另外在導油槽中儲存一定量的潤滑油，產生一定的重力，使油更易進入瓦面之中，導油槽不易太小，太小了容易引起軸瓦發熱。導油槽的深度也不易過小，過小了潤滑油不易暢通地進入瓦面。
對于球形瓦來說，之所以制成球面，就是為了適應多維擺動的要求，以保證瓦面與軸頸的均勻接觸，所以球形瓦必須擺動靈活，否則就會失去球面的意義。
綜上所述，托輪軸承瓦的合理設計是基礎，良好的刮研是保證，在設計不合理時，可用刮研來彌補，所以刮研就顯得更為重要一些。這一方法，在大同水泥廠的窯體改造及日常的維護中都已有體現，在近幾年的實踐中均取得了良好的效果，對提高回轉窯的運轉率和經濟效益具有十分重要的作用（作者單位：唐山工業職業技術學院）
回轉窯的托輪軸承，一般有兩種形式：一是滾動軸承，它的優點有體積小、節省潤滑油，密封好、不易滲漏，調窯靈活、節省動力，傳動系統的復合可以減輕；二是滑動軸承，一般在大型窯上采用。大同水泥廠的回轉窯托輪都是喜愛用滑動軸承。而大同市新榮水泥廠回轉窯托輪用的是滾動軸承。在運轉中滑動軸承常常會發生軸瓦燒研和軸瓦與軸抱死，造成翻瓦頂壞軸承上蓋或軸拉絲而將瓦翻上來的嚴重事故，大同水泥廠的4＃窯2＃墩西托輪就發生過軸拉絲而將瓦翻上來的嚴重事故。這種事故一旦發生，就必須停窯進行處理，費時費力，造成經濟損失（修復一次包括停車冷窯處理需近24小時）加上因軸拉絲更換托輪，一個托輪就需6萬多元，可見損失是很大的。
造成上述事故的原因是多方面的，比如：缺油、油臟、油變質、潤滑油品種選擇欠佳和軸承的設計和刮研欠佳，拖輪受力過大，受力不均勻等都是重要因素。潤滑油固然與選型有關，但畢竟是可變的因素。當時選用的不當，經過使用后，根據經驗隨時改換適宜的品種。油臟變質有經驗的人一經檢查就會發現，然后決定是否需要更換。缺油問題只需崗位工人勤檢查也是不難及時發現的，而軸瓦的設計與刮研等因素就不是輕而易舉能夠發現的，而這個問題又與潤滑油息息相關，這就是需要我們認真探討的問題所在。
回轉窯托輪軸承的球形瓦，一般均有兩部分組成：一部分是帶有凸球面的有鑄鐵制成的球面體，另一部分是用各種青銅制成的軸瓦，托輪軸承相對來說規格比較小，當前一般都采用180°的半開軸瓦。大同水泥廠的該軸瓦原是德國制造的，即下半個是青銅瓦，上邊是鑄鐵瓦，（目前已大部分改為華新窯軸瓦即半開軸瓦，沒有上瓦）這種形式的瓦與華新窯軸瓦相比，結構較復雜，散熱不好，不便檢查，而實踐證明也沒有多大用處。就軸瓦的材料來看，Z早均使用磷青銅。它的強度和硬度雖較高，但工藝復雜，熔化時磷不易加入，質量較難保證，成品率不高，后來國內改用了鋁青銅ZQAL9-4，雖然強度和硬度較高，熔化比較簡單，但是制成質量也不易保證。根據其他廠和制造廠家的改進，也改用了鑄造錫青銅（ZQSn6-6-3）。從這些年的使用情況來看，其強度和硬度雖不及鋁青銅，但通過適當的加厚軸瓦厚度來彌補，效果還是可以的。使用錫青銅，鑄造容易，刮研方便，對保護托輪有力，成品率也高。
從軸瓦與軸頸接觸的面積來看，也有了很大的變化。Z早軸瓦都采用120°-90°大接觸角間隙小瓦口，根據實踐，目前發展到75°左右較小接觸角大瓦口的軸瓦，經過多年實踐好處較多，如潤滑帶油好，散熱快，不易瓦抱軸造成軸拉絲。
近代又出現了不刮瓦軸承，在柳州水泥廠、珠江水泥廠回轉窯上已有應用，據兩廠的反映效果良好，不刮瓦軸承，在理論上軸頸與軸瓦是線接觸，即接觸角為零。在不刮瓦的軸承中，瓦口間隙也有向大發展的趨勢，這也與國內的經驗相吻合。不刮瓦軸承，不管軸頸多大，一律采用（軸頸名義尺寸+1+0.5）來形成瓦口間隙。不刮瓦軸承，顧名思義，在安裝時是不需要刮研的，尺寸和表面粗糙度均靠機械加工實現。但是隨著軸瓦的磨損，燒瓦事故總是難免的，一旦發生，只有用刮研的方法解決Z方便，就是說不論刮瓦軸承或不刮瓦軸承，刮研是不可避免的。
托輪軸承瓦的可靠度與瓦面的幾何形狀和尺寸密切相關，傳統的軸瓦設計都要求保證一定的接觸角，對180°的瓦Z早要求接觸角為120°，后來逐漸減小，這時從生產實踐中總結出來的，因為減小接觸角對同一設備上的同一塊瓦來說，可靠度會提高。由于接觸角逐漸減小，效果亦越來越好，從而導致不刮瓦軸承的出現。不刮瓦軸承在理論上接觸角等于零，實際上，由于軸頸上負荷的作用，軸瓦會發生變形，所以是一個窄條的條帶接觸。實驗證明，不刮瓦軸承的承載能力為刮瓦軸承的3倍。不刮瓦軸承，實際上是間隙軸承，即從瓦口到受力Z大處瓦面與軸頸表面之間的間隙逐漸減小，如無油膜，則間隙為零。這種軸承符合潤滑基本方程——雷諾方程的條件，所以油膜極易形成。刮瓦軸承實際上是無間隙軸承，即在接觸角內，瓦面與軸頸表面之間沒有間隙，當軸頸受力作用后軸瓦就要發生彈性變形，運轉一段時間后溫度會升高，還要產生一個溫度變形，這就是我們通常說的夾幫現象。在很多燒瓦的瓦面上都存在夾幫痕跡。
在滑動軸承的瓦口邊都設計有導油槽，以便使潤滑油均布于其中，保證供油均勻，另外在導油槽中儲存一定量的潤滑油，產生一定的重力，使油更易進入瓦面之中，導油槽不易太小，太小了容易引起軸瓦發熱。導油槽的深度也不易過小，過小了潤滑油不易暢通地進入瓦面。
對于球形瓦來說，之所以制成球面，就是為了適應多維擺動的要求，以保證瓦面與軸頸的均勻接觸，所以球形瓦必須擺動靈活，否則就會失去球面的意義。
綜上所述，托輪軸承瓦的合理設計是基礎，良好的刮研是保證，在設計不合理時，可用刮研來彌補，所以刮研就顯得更為重要一些。這一方法，在大同水泥廠的窯體改造及日常的維護中都已有體現，在近幾年的實踐中均取得了良好的效果，對提高回轉窯的運轉率和經濟效益具有十分重要的作用（作者單位：唐山工業職業技術學院）