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技术滚动轴承在球磨机中的应用

发布时间:2022-07-06 14:40人气:

前言

近些年来,随着我国经济的快速发展,对于建材、钢材等的需求逐年增加,其中球磨机在其中发挥着重要的作用,但是其功耗大的特点也同样凸出,随着国家提出发展节能环保战略,通过对整个球磨机的结构进行分析,发现其滑动轴承是影响球磨机传动效率的重要原因,通过使用滚动轴承对其进行改造,提高传动效率,从而达到降低能耗的目的。

1 球磨机简介

球磨机是物料被粉碎之后,再进行粉碎的关键设备。球磨机是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一,其种类有很多,如管式球磨机,棒式球磨机,水泥球磨机,超细层压磨机,手球磨机,卧式球磨机,球磨机轴瓦,节能球磨机,溢流型球磨机,陶瓷球磨机,格子球磨机球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料,被广泛用于选矿,建材及化工等行业,可分为干式和湿式两种磨矿方式。根据排矿方式不同,可分格子型和溢流型两种。根据筒体形状可分为短筒球磨机、长筒球磨机、管磨机和圆锥型磨机四种。

球磨机是由水平的筒体,进出料空心轴及磨头等部分组成,体为长的圆筒,筒内装有研磨体,筒体为钢板制造,有钢制衬板与筒体固定,研磨体一般为钢制圆球,并按不同直径和一定比例装入筒中,研磨体也可用钢段。根据研磨物料的粒度加以选择,物料由球磨机进料端空心轴装入筒体内,当球磨机筒体转动时候,研磨体由于惯性和离心力作用,摩擦力的作用,使它附在筒体衬板上被筒体带走,当被带到一定的高度时候,由于其本身的重力作用而被抛落,下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎。物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓,该仓内有阶梯衬板或波纹衬板,内装各种规格钢球,筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下,对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后,经单层隔仓板进入第二仓,该仓内镶有平衬板,内有钢球,将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出,完成粉磨作业。筒体在回转的过程中,研磨体也有滑落现象,在滑落过程中给物料以研磨作用,为了有效的利用研磨作用,对物料粒度较大的一般二十目磨细时候,把磨体筒体用隔仓板分隔为二段,即成为双仓,物料进入第一仓时候被钢球击碎,物料进入第二仓时候,钢段对物料进行研磨,磨细合格的物料从出料端空心轴排出,对进料颗粒小的物料进行磨细时候,如砂二号矿渣,粗粉煤灰,磨机筒体可不设隔板,成为一个单仓筒磨,研磨体也可以用钢段。原料通过空心轴颈给入空心圆筒进行磨碎,圆筒内装有各种直径的磨矿介质(钢球、钢棒或砾石等)。当圆筒绕水平轴线以一定的转速回转时,装在筒内的介质和原料在离心力和摩擦力的作用下,随着筒体达到一定的高度,当自身的重力大于离心力时,便脱离筒体内壁抛射下落或滚下,由于冲击力而击碎矿石。同时在磨机转动过程中,磨矿介质相互间的滑动运动对原料也产生研磨作用。磨碎后的物料通过空心轴颈排出。

2 球磨机滑动轴承传动分析

球磨机由于是一种大型设备,其是一种重载低转速的设备,因此,其整个滚筒及物料的重量都作用于在滑动轴承上,同时,由于在滚筒滚动的过程中物料会在滚筒中上下进行冲击,从而会对轴承产生一定的冲击载荷,因此,会使轴承在使用过程中发生磨损加剧,造成滑动轴承的传动效率降低,在实际滑动轴承的使用过程中,会发生以下三种原因造成滑动轴承失效,从而影响球磨机的正常使用:

(1)在轴承的制造过程中,由于轴瓦的制造原因造成轴瓦中含有 气孔、裂纹以及沙眼等问题;

(2)安装不当造成的安装问题;

(3)润滑不当造等都会造成滑动轴承磨损加速,影响传动效率。

球磨机在选用滑动轴承作为其主要轴承的原因是由于滑动轴承的顺应性及嵌入性的性能较好,同时在承受重载的情况下能够抵抗启动所带来的胶合,但是由于滑动轴承的接触面积较大,以及转动过程中所带来的温度升高对转速的要求,造成滑动轴承的传动效率较低,能源利用率不高,同时滑动轴承的磨损较为严重。特别是在水泥厂、建材厂的使用中,由于需要全天进行运转,同时处理物料的量较为巨大,对于滑动轴承所引起的磨损更为严重,而球磨机每停机一小时将会造成近几十万元的损失,同时选用的大功率的电机将会使每小时的用电费用达到几十上百元,而每提高传动效率一个百分点,一年下来将会减少不少电能消耗。因此,选用可靠性好、传动效率高的轴承是十分重要的,通过滚动轴承行业的快速发展,在轴承的用料以及可靠性等方面都有了极大的提高,通过使用滚动轴承对原来的滑动轴承进行替换,从而提高球磨机的传动效率。

3 球磨机滚动轴承的使用及改造

球磨机摩擦力矩是多方面因素综合作用的结果,其中有滚动摩擦、滑动摩擦以及固体间摩擦和润滑剂的粘性阻力等方面。由于滚动轴承相较于滑动轴承在接触面积上较小从而在传动摩擦功耗上仅为滑动轴承的九分之一,因此,选用滚动轴承来替代滑动轴承是具有良好的经济效益的。同时采用了滚动轴承来替代滑动轴承能够极大的减少对于滑动轴承轴瓦更换的次数,减少球磨机停机的天数,从而极大的提高球磨机的经济利用率。而且相较于滑动轴承在管理维护方面更为方便,由于球磨机是低速重载的设备,转筒部分由于在转动时会产生受热从而引起轴向窜动,因此,选用双列调心滚子轴承能够满足球磨机的需求。

球磨机的改造需要对进料端盖和进料口和出料端盖和出料口进行改造以满足对于轴承的安装需求,对于进料端盖和进料口的改造如下:由于球磨机的中空轴都是安装在进料端盖和出料端盖上的,这就意味着轴承也是分别安装在进出料端盖上的,在进行改造时需要保持轴承安装的中心位置不变,需要将安装轴承部位设计成上差,安装定位套处设计成下差,同时在进料端盖和进料口的空隙处使用沥青进行密封,在密封时需要密封完全,避免留有缝隙而导致漏浆,从而造成杂质进入轴承中影响轴承的使用寿命,而为了避免浆体从端面处向外溢出,需要在进料端盖与进料口的结合面处设计出一个密封槽,并安装有专用的密封圈进行密封,采用此种方式只需要在原有的进料端盖备件或者是改造换下的零件将轴承部位补焊后使用车床进行加工即可,从而降低了改造的难度。对于出料口的改造也与进料口的方式一样,在改造为滚动轴承后需要添加自动润滑单元来对滚动轴承自动添加润滑剂来保证滚动轴承的使用寿命,通过使用滚动轴承来对润滑点定期打入润滑油从而保证滚动轴承的润滑。

但是对球磨机进行滚动轴承的改造有一定的适用范围,其适用于那些运转较为平稳且冲击不大的球磨机,因此在进行改造的过程中需要对轴承的选用及改造进行充分的考虑,从而保证改造工作的合理性。

4 结束语

我国是一个能源较为匮乏的国家,因此在国家大力提倡节能降耗的情况下对球磨机这一高耗能的设备进行滚动轴承的改造,从而提高了球磨机的传动效率和降低了球磨机的电能消耗,为国家节约了能源的同时也为企业带了更多的经济效益。

参考文献[1]孙宝均.机械设计基础[M].机械工业出版社,2002,6.[2]刘泽九.滚动轴承应用手册[M].机械工业出版社,2009,7.[3]徐灏.机械设计手册[M].机械工业出版社,2008,1.

来源:《科技创新与应用》2015年5期

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