滑履軸承、巴氏合金軸承磨機(jī) 向滾動(dòng)軸承磨機(jī)改造技術(shù)
一、管磨機(jī)滑履軸承的缺點(diǎn):
1、隨著水泥粉磨裝備的大型化,在直徑3.8m以上大直徑管磨機(jī)主軸承都采用滑履軸承技術(shù),所述滑履軸承是巴士合金軸承的大型化,因?yàn)檩S承的接觸面是在磨機(jī)筒體的外徑上,軸承直徑的加大,軸承的線速度增加一倍多,磨機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力矩比中空軸磨機(jī)加大一倍以上,摩擦功耗增加,因此滑履軸承消耗的電機(jī)功率需要占15%左右。造成電耗的增加。
2、滑履軸承有較多一部分功耗產(chǎn)生了摩擦溫升,溫度過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致需要停磨、降溫,使磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率下降……
3、潤(rùn)滑油消耗量大:滑履軸承磨機(jī)在工作時(shí)筒體與滑動(dòng)軸承是面接觸,在正壓力的作用下,油脂劣變的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。隨著球磨機(jī)滑履溫度升高,使?jié)櫥偷恼扯冉档停休d能力下降,甚至造成干磨擦,嚴(yán)重的還會(huì)燒瓦。而滑履軸承的溫升主要來源于磨機(jī)內(nèi)部研磨體之間的相互撞擊和滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱,部分由物料和氣體帶走,一部分則由筒體散發(fā)出去,而筒體的熱量傳到滑環(huán)上,滑履溫度隨之升高諸多缺陷。為此我們提出應(yīng)該盡早進(jìn)行改造
二。滑履軸承向滾動(dòng)軸承改造
去掉滑履磨機(jī)的滑動(dòng)軸承支撐,改為滾動(dòng)軸承支撐會(huì)實(shí)現(xiàn)磨機(jī)軸承摩擦阻力矩的減小。因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)筒體與滾動(dòng)軸承是線接觸,用油量小,油脂劣變現(xiàn)象很小。通過查找資料,我們得知滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為0.04-0.035,而滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為0.0025,二者相差將近16倍。因此,改造后,就能夠減少主軸承回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩,達(dá)到減小電動(dòng)機(jī)使用功率、節(jié)約電能的目的,摩擦阻力矩轉(zhuǎn)換電機(jī)功率的計(jì)算方法是:
磨機(jī)重量×負(fù)荷系數(shù)×摩擦系數(shù)×軸承回轉(zhuǎn)半徑×磨機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)/97360(功率轉(zhuǎn)換系數(shù))
Φ4.2×13m磨機(jī)3種軸承形式所消耗的電機(jī)功率:
1、滾動(dòng)軸承的功率耗,磨機(jī)的質(zhì)量(630.000kg×0.7系數(shù))×摩擦系數(shù)0.0025×回轉(zhuǎn)半徑2.20cm×功率轉(zhuǎn)換系數(shù)(15.6÷973.60)=35.32kw.h
3、滑履軸承:磨機(jī)質(zhì)量630.000kg×質(zhì)量系數(shù)0.70×摩擦系數(shù)。035×回轉(zhuǎn)半徑2.20cm×功率轉(zhuǎn)換系數(shù)(15.6÷ 973.60)=494.6kw.h
從2種不同形式軸承所消耗的電機(jī)功率看,滾動(dòng)軸承消耗的功率是35kw.h左右,而滑履軸承消耗電機(jī)功率494kw.h,每小時(shí)多消耗459kw.h的電量。因此將滑履軸承改造為滾動(dòng)軸承會(huì)有很大的節(jié)能降耗潛力。
滑履軸承磨機(jī)研磨體裝載量為220t,改滾動(dòng)軸承之后會(huì)達(dá)到250t。增加30t以上的研磨體,磨機(jī)研磨體填充率的提高,噸研磨體的消耗電機(jī)功率也會(huì)降低(因?yàn)檠心ンw靠近中心,回轉(zhuǎn)力矩變?。?,相反,填充率的提高,研磨體落差加大,研磨體沖擊能力研磨能力增加,粉磨效率提高。因此管磨機(jī)應(yīng)該盡量保持較高的填充率,研磨體裝的多,耗電低。
Φ3.8×13m磨機(jī)2種軸承形式的電機(jī)功率:
1、滾動(dòng)軸承每小時(shí)消耗功率:磨機(jī)質(zhì)量480.000kg×質(zhì)量系數(shù)0.7×摩擦系數(shù)0.0025×回轉(zhuǎn)半徑2.00cm×功率轉(zhuǎn)換系數(shù)(16.3÷973.60)=28.06kw.h
3、滑履軸承每小時(shí)消耗的功率:磨機(jī)質(zhì)量480.000kg×質(zhì)量系數(shù)0.7×摩擦系數(shù)0.035×回轉(zhuǎn)半徑2.00cm×功率轉(zhuǎn)換系數(shù)(16.3÷ 973.6)0=393.77kw.h
從2種不同形式軸承所消耗的電機(jī)功率看,滾動(dòng)軸承每小時(shí)消耗功率為28kw.h,滑履軸承消耗電機(jī)功率379kw,為此,滑履軸承比滾動(dòng)軸承每小時(shí)多消耗功率362kw.h的功率,技術(shù)改造會(huì)有很大的節(jié)能降耗潛力。
三、改造方法
內(nèi)容(1):利用滑履軸承的輪帶安裝滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架,外套圈安裝在主軸承座上,這種改造方法比較簡(jiǎn)單,投資略高,軸承規(guī)格比較大,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。改造、制造時(shí)間50天-60天,現(xiàn)場(chǎng)安裝1周-10天。
內(nèi)容2、磨機(jī)筒體軸向熱脹冷縮的解決:磨機(jī)進(jìn)料端軸承座的下部與水泥基礎(chǔ)地板接觸的部位采用滾針組件,當(dāng)筒體的伸長(zhǎng)或縮短時(shí),軸承組件隨著筒體的軸向移動(dòng),使軸承不受較大的軸向力的破壞,特別是磨機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)筒體溫度下降,筒體長(zhǎng)度縮短時(shí),軸承不會(huì)受到軸向力的損壞。磨機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)后筒體溫度升高,筒體軸向伸長(zhǎng)時(shí),軸承座都會(huì)自由移動(dòng)。參看照片:
內(nèi)容3、軸承潤(rùn)滑,軸承座下部為三個(gè)室,其中軸向兩側(cè)是油室,將滾動(dòng)軸承的下排滾動(dòng)體沁泡,滾動(dòng)體回轉(zhuǎn)時(shí)將稀油帶到軸承的圓周全部,實(shí)現(xiàn)良好潤(rùn)滑。由于軸承是滾動(dòng)摩擦,對(duì)潤(rùn)滑油油質(zhì)的損壞非常輕微。不需要經(jīng)常更換潤(rùn)滑油,半年一次,300kg即可。不象滑履軸承的面接觸使?jié)櫥驮诟邏合庐a(chǎn)生裂變系數(shù)較大。更換潤(rùn)滑油次數(shù)頻繁,用油量大。滾動(dòng)軸承的軸承座在外部有潤(rùn)滑油的油位標(biāo)志,操作工或工作人員都可以觀察到軸承的潤(rùn)滑油情況,發(fā)現(xiàn)缺油立即添加即可。
內(nèi)容4、軸承的冷卻:滾動(dòng)軸承在正常負(fù)荷的情況下,不產(chǎn)生摩擦熱,需要考慮的是物料和磨機(jī)筒體的傳導(dǎo)熱,滾動(dòng)軸承的下部三個(gè)室中的中間一個(gè)室是冷卻水室,通入常溫水即可,水室會(huì)冷卻兩側(cè)的潤(rùn)滑油,使?jié)櫥捅3衷诔貭顟B(tài),潤(rùn)滑油再冷卻軸承,使軸承經(jīng)常保持在常溫下運(yùn)行。
內(nèi)容5、軸承的安裝,軸承的內(nèi)套圈需要安裝在磨機(jī)筒體的滑環(huán)上,為了安裝方便,軸承與滑環(huán)之間有安裝調(diào)整夾套,將滑環(huán)與軸承的內(nèi)套圈漲緊。達(dá)到安裝維修方便,軸承的保持架安裝在軸承的內(nèi)套圈的外面,滾動(dòng)體安裝在保持架上。軸承的外套圈是180度的。放在軸承座的下座上。
內(nèi)容6、滾動(dòng)軸承的使用壽命在8年以上,如果有2%的軸承出現(xiàn)個(gè)別的滾動(dòng)體、外套圈、保持架、或內(nèi)套圈的損壞時(shí),可以在停產(chǎn)2天之內(nèi)更換一種部件,不需要更換整套軸承,達(dá)到降低維修成本,減少維修時(shí)間的目的。經(jīng)過我公司10幾年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),由于磨機(jī)軸承的轉(zhuǎn)數(shù)較低,滾動(dòng)軸承的磨損量很小,在5年之內(nèi)更換配件時(shí),不用考慮各部件的磨損量不一致的問題。
四、磨機(jī)改用LMGU滾動(dòng)軸承的特點(diǎn):
(1) 降低工作電流。選擇合理的滾動(dòng)軸承應(yīng)用于磨機(jī)上,其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦系數(shù)只為0.0025,是滑動(dòng)軸承的1/16?;妮S承消耗電動(dòng)機(jī)功率近12%。通過計(jì)算和使用實(shí)例,磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滾動(dòng)軸承消耗的電機(jī)功率只占配套電機(jī)功率的0.5-0.7%左右,這樣就會(huì)降低正常工作電耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)省電費(fèi)支出、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。
(2) 降低啟動(dòng)電流。由于滑動(dòng)軸承的摩擦阻力大,在啟動(dòng)時(shí)軸與軸承之間相摩擦以加速度原理達(dá)到固定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)為止,電動(dòng)機(jī)要克服很大的摩擦阻力矩,一般啟動(dòng)電流是工作電流的5~6倍之多。采用滾動(dòng)軸承之后,啟動(dòng)電流只是工作電流的2倍左右,老式磨機(jī)正常工作時(shí)的電機(jī)富余功率較大的原因就是因?yàn)榛瑒?dòng)軸承的原因。主軸承改用滾動(dòng)軸承之后,可以減小配套電機(jī)功率或增加磨機(jī)研磨體裝入量,既提高了電機(jī)效率,減小了無用功,又可提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。
(3)節(jié)省大量的潤(rùn)滑油:由于滑履軸承的潤(rùn)滑是采用高低壓供油,磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)巴士和金瓦與滑履帶之間產(chǎn)生很大壓力,每經(jīng)過一次摩擦之后都會(huì)有部分潤(rùn)滑油劣變,因此需要經(jīng)常更換,潤(rùn)滑油消耗量。經(jīng)過滾動(dòng)軸承節(jié)能改造后,可以取消稀油潤(rùn)滑站,油池潤(rùn)滑,軸承滾動(dòng)體與軸承內(nèi)外套圈是線接觸,潤(rùn)滑油劣變現(xiàn)象輕微。滾動(dòng)體在下部油池內(nèi)經(jīng)過后,就會(huì)帶上潤(rùn)滑油,既能滿足潤(rùn)滑要求。半年更換一次潤(rùn)滑油,更換一次只需200kg即可。保證了良好的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。需要很少量的循環(huán)油即可??晒?jié)省潤(rùn)滑油80%。
(4)增加研磨體裝載量,提高磨機(jī)產(chǎn)量;由于磨機(jī)的工作電流下降15%左右,因此可以增加研磨體的裝載量10%以上,研磨體的增加必然達(dá)到提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量的效果。臺(tái)時(shí)產(chǎn)量增高15%左右,生產(chǎn)成本就會(huì)下降,噸水泥的利潤(rùn)率就會(huì)提高。
(5) 年末檢修、清洗軸承非常方便。因?yàn)檩S承的滾動(dòng)體和保持架上半圈全部外露,廢油和雜物都容易清洗干凈。而國(guó)標(biāo)軸承,整體外套圈移動(dòng)量小,滾動(dòng)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(huì)影響以后作用。
(6)滾動(dòng)軸承可以更換部件:LMGU滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、保持架和滾動(dòng)體四大部件組成,可以隨時(shí)更換每個(gè)部件,避免了老式軸承每壞一個(gè)部件,就要更換整套軸承的缺點(diǎn)。為了使這種軸承向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展,我公司承擔(dān)了中華人民共和國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水泥工業(yè)用軸瓦(軸承)》的起草工作,通過了行業(yè)內(nèi)專家的審議,經(jīng)中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批準(zhǔn)于2006年12月1日開始頒布實(shí)施。
(7) 減少維修量,提高運(yùn)轉(zhuǎn)率?;瑒?dòng)軸承使用年限一般為1~3年,磨機(jī)主軸也會(huì)磨損,如果保養(yǎng)不好,有些廠家?guī)讉€(gè)月就得換一副軸承。滑動(dòng)軸承正常工作時(shí)不允許出現(xiàn)缺少潤(rùn)滑油、冷卻水或軸承溫升過高的現(xiàn)象發(fā)生。一旦發(fā)生就要停機(jī)檢修,因此普遍存在運(yùn)轉(zhuǎn)率低的現(xiàn)象。采用滾動(dòng)軸承之后只要及時(shí)加注少量的干油,就能正常運(yùn)轉(zhuǎn),不需要專門看護(hù)磨機(jī),且滾動(dòng)軸承的實(shí)際使用年限在8~12年,用戶可放心使用。這會(huì)減小部分維修量和停機(jī)現(xiàn)象,提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。
(8) 節(jié)約冷卻水,改善環(huán)境衛(wèi)生。采用滾動(dòng)軸承之后,濕式磨和水泥原料磨可省去軸承循環(huán)冷卻水裝置,不影響軸承使用年限;滾動(dòng)軸承座采用干油潤(rùn)滑之后,沒有油漬污染現(xiàn)象發(fā)生,改善了環(huán)境衛(wèi)生。
用戶實(shí)例:
云南新平縣魯奎山水泥公司2011年,φ3.8×14m磨機(jī)采用滾動(dòng)軸承,電機(jī)功率為2500kw,研磨體裝載量達(dá)到198t。普通滑履軸承磨機(jī)研磨體裝載量是178t,多裝研磨體25t。磨機(jī)額定工作電流是172A,在研磨體178t的時(shí)候工作電流是150A的電流。節(jié)電效果是非常明顯的。
河北省唐山市燈塔水泥,2012安裝滾動(dòng)軸承磨機(jī),規(guī)格為4m×13m。磨機(jī)電機(jī)功率為3150kw,研磨體裝載量達(dá)到215噸,比滑履磨機(jī)研磨體裝載量195噸多裝20噸,磨機(jī)配套1612輥壓機(jī),電機(jī)功率1800kw,粉磨主機(jī)設(shè)備裝機(jī)容量為4950kw。粉磨礦渣42.5級(jí)水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量190t。成品比表面積>400㎡/㎏,噸水泥電耗28 kw.h/t。是國(guó)內(nèi)最低水平的粉磨電耗。該用戶的10000V工作壓不能保證,基本是在9000V的電壓運(yùn)行,如果供電電壓能夠保證10000V的情況下,那么運(yùn)行情況會(huì)更好。
編輯:俞垚伊
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