選礦廠球磨機(jī)動(dòng)壓和靜壓軸承應(yīng)用分析

張?zhí)煜?/p>

（太鋼礦業(yè)分公司峨口鐵礦，山西忻州 034207）

0 引言

峨口鐵礦是20世紀(jì)70年代投產(chǎn)的老礦山，初期精礦產(chǎn)量維持在1 000 000 t以下。球磨機(jī)是峨口鐵礦選礦廠的主體設(shè)備，主要承擔(dān)破碎工序后的磨礦作業(yè)。目前在用的球磨機(jī)形成3個(gè)系列三段磨礦生產(chǎn)模式，原礦處理能力達(dá)到950 t/h。2000年以后，為提高產(chǎn)品的產(chǎn)、質(zhì)量，滿足日益競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)要求，陸續(xù)進(jìn)行了擴(kuò)能改造和工藝改造。因此在用的球磨機(jī)型號(hào)、規(guī)格不一，主要有 Ф5.03×6.4 m，Ф4.27×6.1 m，Ф3.6×4.5 m，Ф3.2×4.5 m 等，兼有動(dòng)壓軸承和靜壓軸承2種形式。經(jīng)過(guò)多年不斷的研究與探討，選礦廠對(duì)球磨機(jī)動(dòng)壓軸承、靜壓軸承的使用、維護(hù)和檢修技術(shù)相對(duì)成熟，并摸索、總結(jié)出很多實(shí)用的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，近十年來(lái)從未發(fā)生過(guò)球磨機(jī)軸瓦燒損的現(xiàn)象，計(jì)劃內(nèi)的軸瓦更換都能一次成功。

1 球磨機(jī)動(dòng)壓軸承應(yīng)用分析

動(dòng)壓軸承工作原理：潤(rùn)滑油從空心軸上部給入，當(dāng)空心軸以一定的轉(zhuǎn)速相對(duì)于軸瓦做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，潤(rùn)滑油被帶入空心軸與軸瓦的間隙，從而形成壓力油膜，實(shí)現(xiàn)油液潤(rùn)滑。

1.1 優(yōu)勢(shì)

（1）油站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。油站液壓元件少，只有齒輪油泵、單向閥及過(guò)濾、冷卻系統(tǒng)，調(diào)壓由手動(dòng)閥門控制，系統(tǒng)1用1備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠成本低。易分析判斷異常情況，日常維護(hù)工作量小，一般就是按周期更換傳動(dòng)銷子，清洗單向閥、濾網(wǎng)即可。

（2）系統(tǒng)運(yùn)行壓力低。動(dòng)壓供油系統(tǒng)運(yùn)行壓力較低，軸瓦供油點(diǎn)維持在（0.08～0.1）MPa，油泵出口壓力在（0.25～0.3）MPa左右即可?，F(xiàn)場(chǎng)判斷潤(rùn)滑是否良好的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)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(yùn)行壓力較低，潤(rùn)滑元件故障少，易滿足遠(yuǎn)距離供油。

（3）1個(gè)油站給多機(jī)臺(tái)供油。1個(gè)油站可以滿足（2～3）臺(tái)球磨機(jī)的軸瓦潤(rùn)滑。現(xiàn)場(chǎng)只要從油站出口總管分支到各機(jī)臺(tái)即可，各分支管路分別用閥門控制，滿足單臺(tái)球磨機(jī)停車時(shí)管路維護(hù)要求。

（4）短期內(nèi)能適應(yīng)潤(rùn)滑油質(zhì)的變化。動(dòng)壓軸承對(duì)油液質(zhì)量要求相對(duì)較低，由于運(yùn)行壓力較低，供油方式不同于靜壓軸承，潤(rùn)滑油輕微的進(jìn)水、進(jìn)礦都暫不影響繼續(xù)使用，能適應(yīng)油液變化。

1.2 不足

（1）軸瓦易突然失效。球磨機(jī)起動(dòng)時(shí)負(fù)荷大，而兩摩擦表面是無(wú)油的干摩擦狀態(tài)，因此對(duì)軸瓦有一定程度損傷。尤其當(dāng)軸瓦澆鑄質(zhì)量不好時(shí)，軸瓦表面會(huì)出現(xiàn)輕微裂紋并不斷擴(kuò)展，當(dāng)累積到一定程度時(shí)，由于變化的不易察覺(jué)性，往往突然表現(xiàn)出軸瓦發(fā)熱現(xiàn)象，經(jīng)抽瓦檢查發(fā)現(xiàn)軸瓦表面已整體呈龜裂狀。

（2）軸瓦修復(fù)精度要求較高。球磨機(jī)的軸瓦燒損后，修理技術(shù)精度要求較高，對(duì)維修人員的技能水平要求較高。需要現(xiàn)場(chǎng)開瓦口、保證良好的接觸點(diǎn)（均勻且≥2點(diǎn)/平方英寸）和接觸角（70°～90°）。主軸瓦下部球面接觸點(diǎn)（≥1點(diǎn)/平方英寸）均勻，兩配合球面四周楔形空間長(zhǎng)度基本相同（約（50～70）mm，間隙（0.50～0.75）mm）。每個(gè)動(dòng)壓軸瓦更換需要（72～80）h。

（3）軸瓦運(yùn)行可靠性不高。對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)能監(jiān)控的數(shù)據(jù)僅僅1個(gè)總油壓顯示。當(dāng)機(jī)臺(tái)油壓低時(shí)可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警和跳閘，但對(duì)因管路堵塞造成的供油中斷則不能實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。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的接觸狀態(tài)，因此為了滿足穩(wěn)定運(yùn)行則必然要加大巡檢力度和專業(yè)檢查精度。

2 球磨機(jī)靜壓軸承應(yīng)用分析

靜壓軸承工作原理：潤(rùn)滑油從空心軸下部給入，在球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以前，即依靠高壓油泵向空心軸和軸瓦的間隙供油，從而將球磨機(jī)2個(gè)空心軸頂起，形成高壓油膜，實(shí)現(xiàn)油液潤(rùn)滑。

2.1 優(yōu)勢(shì)

（1）起動(dòng)時(shí)對(duì)軸瓦損傷小。球磨機(jī)起動(dòng)時(shí)，2個(gè)摩擦表面形成高壓油膜已經(jīng)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(rùn)滑狀態(tài)，軸瓦表面磨損小，不易產(chǎn)生疲勞裂紋。

（2）軸瓦修復(fù)精度要求較低.球磨機(jī)軸瓦燒損后，修理技術(shù)精度要求較低，對(duì)維修人員的技能水平要求較低。因?yàn)檩S瓦在機(jī)床上加工完成后，在檢修時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的刮研量比動(dòng)壓軸承少。為了保證壓力穩(wěn)定，可以視試壓狀況決定軸瓦精刮程度。一般每個(gè)靜壓軸瓦更換約需要（16～24）h。

（3）可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守?？梢詫?duì)4個(gè)油腔的油壓、流量實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，其中任何一個(gè)供油點(diǎn)油壓、流量低于設(shè)定值時(shí)都能實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)。如果將油壓、流量信號(hào)接入集控室時(shí)，可以滿足系統(tǒng)生產(chǎn)無(wú)人值守的要求，大大降低生產(chǎn)工人巡回檢查的工作量。

2.2 不足

（1）液壓油站元件多、成本高。液壓系統(tǒng)復(fù)雜，元件多、成本高。系統(tǒng)分為高壓、低壓2部分：用低壓系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾，用高壓齒輪泵及齒輪分流器進(jìn)行壓力流量均衡傳輸。由于液壓元件多，故障點(diǎn)相對(duì)較多，發(fā)生液壓系統(tǒng)問(wèn)題時(shí)分析判斷有一定難度，并且有時(shí)會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作停車。

（2）液壓系統(tǒng)運(yùn)行壓力高。油泵出口總壓維持在（5～6）MPa，4個(gè)供油點(diǎn)中每個(gè)點(diǎn)的油壓約4 MPa，供油壓力是動(dòng)壓軸承的20倍以上，系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行壓力較高，潤(rùn)滑元件、管路需要定期更換，運(yùn)行可靠性相對(duì)較低。

（3）對(duì)油液變化較敏感。由于運(yùn)行壓力較高，潤(rùn)滑油輕微的進(jìn)水、進(jìn)礦都將在壓力上反映出來(lái)。在球磨機(jī)運(yùn)行中，礦粉顆?？赡軓挠颓浑S空心軸進(jìn)入軸瓦和軸的間隙，在軸瓦表面劃出溝槽，引起液壓系統(tǒng)泄壓，影響穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）1個(gè)油站單獨(dú)給1個(gè)球磨機(jī)軸瓦進(jìn)行潤(rùn)滑，不能滿足多臺(tái)同時(shí)供油。

3 使用建議

3.1 動(dòng)壓軸承

由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量和成本較低，在軸瓦刮研技術(shù)相對(duì)成熟，員工檢查維護(hù)技能較高，動(dòng)壓軸承在未具備自動(dòng)控制的中小礦山中有較多優(yōu)勢(shì)。為提高運(yùn)行可靠性，最優(yōu)方案是在空心軸部位安裝溫度監(jiān)控，以減少檢查力度，達(dá)到使用可靠的目的。

3.2 靜壓軸承

隨著生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；a(chǎn)發(fā)展的要求，尤其對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的大中型礦山，靜壓軸承必然是發(fā)展趨勢(shì)。如實(shí)現(xiàn)集控室在線監(jiān)控后，原生產(chǎn)工人數(shù)和巡檢力度都可減少。從企業(yè)減員增效的目的看，有很大參考價(jià)值。為提高運(yùn)行可靠性，最優(yōu)方案將靜壓油站的低壓系統(tǒng)出油口分支一部分潤(rùn)滑油直供至球磨機(jī)空心軸表面，形成靜壓和動(dòng)壓結(jié)合系統(tǒng)，使用效果最佳。

4 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)、管理時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)自身特點(diǎn)，綜合運(yùn)用各種措施，盡量彌補(bǔ)動(dòng)壓、靜壓系統(tǒng)各自的不足，將優(yōu)勢(shì)最大化。