選礦廠球磨機動壓和靜壓軸承應用分析

劉金鋼

摘要：目前國內絕大部分球磨機回轉主軸仍采用巴氏合金的滑動軸承，不僅磨擦功耗大，而且使用壽命短，因此對該類球磨機進行改造具有顯著的經濟效益。文章重點就選礦廠球磨機動壓和靜壓軸承應用進行研究分析，以供參考和借鑒。

關鍵字：選礦廠;球磨機;動壓軸承;靜壓軸承

引言

目前使用得較為普遍的球磨機是溢流型球磨機、格子型球磨機這兩種，球磨機主要是工作部分和傳動部件組成，其中工作部分包括水平的筒體部、進料部、出料部以及磨頭等，傳動部件包括軸承部、減速機、傳動部以及連軸器等部件。筒體是一個長形的圓筒，研磨體裝在筒內。筒體是用鋼板制造，有鋼制襯板與之固定，兩端分別與進料部、出料部的空軸連接在一起，同時被兩個軸承水平地支撐起，在進料部和出料部中空軸內部又裝有可換的襯套作為出料部的通路。一般研磨體是鋼制的圓球或鋼段，并依據不同的直徑和一定比例裝入筒中。

1選礦廠球磨機動壓和靜壓軸承應用的意義

由于磨機的特殊工作條件，一般是在滿負荷下起動，尤其在長期停磨后，中空軸軸頸與軸瓦之間的潤滑油膜，由于受到擠壓而逐漸減薄直至消失，此時中空軸軸頸與軸瓦之間是處于邊界磨擦狀態若在這種情況下起動磨機，勢必會使磨機由于磨擦阻力而產生的起動轉矩和起動電流增大過大的起動負荷不利于磨機傳動系統中的電動機減速器等傳動件的安全運行，同時在這種情況下磨機起動的瞬間中空軸軸頸容易擦傷軸瓦表面的軸承合金，造成瞬間燒瓦磨機長期停磨后，磨機筒體因冷卻收縮而產生的軸向拉力大于中空軸軸頸與軸瓦表面之間磨擦力時，中空軸與軸瓦要產生軸向相對移動，這種相對軸向移動在沒有潤滑油膜的情況下，同樣會擦傷軸瓦表面的軸承合金動靜壓主軸承就是在軸瓦的適當位置開設一個或幾個靜壓油腔，另配一套高壓潤滑油站，在磨機起動前先開動高壓潤滑油站的高壓泵，將一定數量的高壓油打入靜壓油腔中，具有一定壓力的潤滑油便從油腔向四周間隙擴散，當供入油量與從油腔向外泄漏回流油量相等時，便形成一個穩定的靜壓油漠來承擔外載荷使軸頸與軸瓦表面處于全液體磨擦狀態，此時再開動磨機當磨機運轉正常后，就停止向主軸承內供給高壓油，磨機轉入動壓潤滑運轉，潤滑油膜是依靠中空軸軸頸在回轉時形成的自然泵將潤滑油泵入軸頸與軸瓦之間。

2選礦廠球磨機動壓軸承應用

2.1應用優勢分析

第一，油站結構簡單。油站液壓元件少，只有齒輪油泵、單向閥及過濾、冷卻系統，調壓由手動閥門控制，結構簡單可靠成本低。易分析判斷異常情況，日常維護工作量小，一般就是按周期更換傳動銷子，清洗單向閥、濾網即可;第二，系統運行壓力低。動壓供油系統運行壓力較低，軸瓦供油點維持在（0.08～0.1）MPa，油泵出口壓力在（0.25～0.3）MPa左右即可。現場判斷潤滑是否良好的標準簡單，即只要空心軸表面軸向位置都能淋上油就可以了。由于運行壓力較低，潤滑元件故障少，易滿足遠距離供油;第三，一個油站給多機臺供油，一個油站可以滿足（2～3）臺球磨機的軸瓦潤滑。現場只要從油站出口總管分支到各機臺即可，各分支管路分別用閥門控制，滿足單臺球磨機停車時管路維護要求;第四，短期內能適應潤滑油質的變化。動壓軸承對油液質量要求相對較低，由于運行壓力較低，供油方式不同于靜壓軸承，潤滑油輕微的進水、進礦都暫不影響繼續使用，能適應油液變化。

2.2應用缺陷分析

2.2.1軸瓦易突然失效

球磨機起動時負荷大，而兩摩擦表面是無油的干摩擦狀態，因此對軸瓦有一定程度損傷。尤其當軸瓦澆鑄質量不好時，軸瓦表面會出現輕微裂紋并不斷擴展，當累積到一定程度時，由于變化的不易察覺性，往往突然表現出軸瓦發熱現象，經抽瓦檢查發現軸瓦表面已整體呈龜裂狀。

2.2.2軸瓦修復精度要求較高

球磨機的軸瓦燒損后，修理技術精度要求較高，對維修人員的技能水平要求較高，需要現場開瓦口、保證良好的接觸點和接觸角。主軸瓦下部球面接觸點均勻，兩配合球面四周楔形空間長度基本相同，每個動壓軸瓦更換需要（72～80）h。

2.2.3軸瓦運行可靠性不高

對潤滑系統能監控的數據僅僅一個總油壓顯示，當機臺油壓低時可以實現報警和跳閘，但對因管路堵塞造成的供油中斷則不能實現跳閘保護。由于不能精確顯示軸瓦與空心軸之間油膜壓力和二者之間接觸狀態，因此為了滿足穩定運行則必然要加大巡檢力度和專業檢查精度。

3選礦廠球磨機靜壓軸承應用

3.1應用優勢分析

第一，起動時對軸瓦損傷小。球磨機起動時，兩個摩擦表面形成高壓油膜已經分離，只要靜壓油站工作，軸瓦與空心軸間始終處于油液摩擦潤滑狀態，軸瓦表面磨損小，不易產生疲勞裂紋;第二，軸瓦修復精度要求較低.球磨機軸瓦燒損后，修理技術精度要求較低，對維修人員的技能水平要求較低。因為軸瓦在機床上加工完成后，在檢修時現場的刮研量比動壓軸承少。為了保證壓力穩定，可以視試壓狀況決定軸瓦精刮程度。一般每個靜壓軸瓦更換約需要（16～24）h;第三，可以實現無人值守，可以對四個油腔的油壓、流量實現在線監測，其中任何一個供油點油壓、流量低于設定值時都能實現跳閘保護。如果將油壓、流量信號接入集控室時，可以滿足系統生產無人值守的要求，大大降低生產工人巡回檢查的工作量。

3.2應有缺陷分析

第一，液壓油站元件多，且成本高。液壓系統復雜，元件多、成本高，系統分為高壓和低壓兩部分：用低壓系統進行過濾，用高壓齒輪泵及齒輪分流器進行壓力流量均衡傳輸。由于液壓元件多，故障點相對較多，發生液壓系統問題時分析判斷有一定難度，并且有時會發生誤動作停車;第二，液壓系統運行壓力高。油泵出口總壓維持在（5～6）MPa，四個供油點中每個點的油壓約4MPa，供油壓力是動壓軸承的20倍以上，系統運行壓力較高，而且空心軸表面的油量不能用肉眼直觀地觀察到。由于運行壓力較高，潤滑元件、管路需要定期更換，運行可靠性相對較低;第三，對油液變化較敏感。由于運行壓力較高，潤滑油輕微的進水、進礦都將在壓力上反映出來。在球磨機運行中，礦粉顆粒可能從油腔隨空心軸進入軸瓦和軸的間隙，在軸瓦表面劃出溝槽，引起液壓系統泄壓，影響穩定運行。

4選礦廠球磨機動壓和靜壓軸承應用的建議

4.1動壓軸承

由于結構簡單，維護工作量和成本較低，在軸瓦刮研技術相對成熟，員工檢查維護技能較高，動壓軸承在未具備自動控制的中小礦山中有較多優勢。為提高運行可靠性，最優方案是在空心軸部位安裝溫度監控，以減少檢查力度，達到使用可靠的目的。

4.2靜壓軸承

隨著生產技術進步和規模化生產發展的要求，尤其對實現自動控制的大中型礦山，靜壓軸承必然是發展趨勢。如實現集控室在線監控后，原生產工人數和巡檢力度都可減少。從企業減員增效的目的看，有很大參考價值。為提高運行可靠性，最優方案將靜壓油站的低壓系統出油口分支一部分潤滑油直供至球磨機空心軸表面，形成靜壓和動壓結合系統，使用效果最佳。

結束語

綜上所述，在現場設備維護管理時，應根據現場自身特點，綜合運用各種措施，盡量彌補動壓靜壓系統各自的不足，將優勢最大化。

參考文獻：

[1]謝廣峰.某選礦廠一段球磨機給料端智能控制與優化策略[J].現代礦業，2019，35（03）：208-209.