球磨机主轴承维护的几点看法

邓德新

（广西理工职业技术学校）

根据水泥厂多年维护和检修所积累的经验数据，球磨机主要故障中传动系统的故障占82％左右，而主轴承故障占传动系统故障的20％左右，由于目前应用于磨机主轴承的大部分仍然是滑动轴承，润滑维护及相关零部件的配合对主轴承的正常运转起决定性作用，现代磨机的大型化以及磨机一些新材料的应用，相应的一些传统的维修和维护方法也要作一些必要的改变应用。对球磨机主轴承的维护和维修本人有下列的一些经验和看法。

1　采用动静压主轴承

由于磨机的特殊工作条件，一般是在满负荷下起动，尤其在长期停磨后，中空轴轴颈与轴瓦之间的润滑油膜，由于受到挤压而逐渐减薄直至消失，此时中空轴轴颈与轴瓦之间是处于边界磨擦状态。若在这种情况下起动磨机，势必会使磨机由于磨擦阻力而产生的起动转矩和起动电流增大。过大的起动负荷不利于磨机传动系统中的电动机、减速器等传动件的安全运行，同时在这种情况下磨机起动的瞬间中空轴轴颈容易擦伤轴瓦表面的轴承合金，造成瞬间烧瓦。

磨机长期停磨后，磨机筒体因冷却收缩而产生的轴向拉力大于中空轴轴颈与轴瓦表面之间的磨擦力时，中空轴与轴瓦要产生轴向相对移动，这种相对轴向移动在没有润滑油膜的情况下，同样会擦伤轴瓦表面的轴承合金。

动静压主轴承就是在轴瓦的适当位置开设一个或几个静压油腔，并另配一套高压润滑油站，在磨机起动前先开动高压润滑油站的高压泵，将一定数量的高压油打入静压油腔中，具有一定压力的润滑油便从油腔向四周间隙扩散，当供入油量与从油腔向外泄漏回流油量相等时，便形成一个稳定的静压油漠来承担外载荷。使轴颈与轴瓦表面处于全液体磨擦状态。此时再开动磨机。当磨机运转正常后，就停止向主轴承内供给高压油，此时磨机转入动压润滑运转，即此时的润滑油膜是依靠中空轴轴颈在回转时形成的“自然泵”将润滑油“泵入”轴颈与轴瓦之间。

2　轴承半径间隙对润滑油膜的影响

有人认为，球面瓦上与中空轴轴颈的配合侧隙大比小好。当中空轴不易形成油膜时，或球面瓦局部表面发生灼烧时，往往表现在油不能顺利地进入中空轴轴颈与球面瓦的接触区，许多人认为是球面瓦与中空轴轴颈的配合侧隙太小，但其实未必是这样的。

这还与侧隙的断面形状有关，配合侧隙必须形成较为规范的楔形侧隙，这样它才有助于油的导入。而近似于等厚或阶梯状的侧隙都不利于油的导入。几乎等厚的大侧隙有使油往两侧瓦边流动的倾向，不利于油膜的形成。

另外在动压润滑时，轴承的承载能力与轴承半径间隙的平方成反比，轴承的磨擦功耗与轴承半径间隙成反比。因此宜采用较小的半径间隙。但过小的间隙也不利于油漠的形成。因为根据从分子——机械磨擦理论的角度分析，轴承半径很小或无间隙，对轴承的磨擦特性和磨损特性都不利，这是因为刮瓦轴承表面分子的吸咐力比机械加工表面分子的吸附力大，很难形成必要厚度的润滑油膜。因此，在确定主轴承半径间隙时，既要考虑到主轴承半径间隙对轴承承载能力的影响，同时也应考虑到主轴承在长期动压润滑时对磨擦功耗和轴承合金磨损的影响。轴承半径间隙可按下式选取：

3　球面瓦与中空轴轴颈的配合接触包角的影响

从理论上讲，球面瓦与中空轴轴颈的配合接触包角取决于轴承合金的材料，由于轴承合金是软材料，在磨机筒体的重力作用下，轴承合金会产生一定的变形，因此接触包角不应太小。但太大的包角不利于油漠的形成，在磨机起动时更容易拉伤瓦面。如果采用较小的包角，中空轴轴颈与轴存在较大角度范围的侧隙，可以保证润滑油能顺利地进入接触区形成油膜，从而保证接触区的润滑，并有利于中空轴轴颈和球面瓦的散热。实际工作中，接触包角应小于35°，接触包角较小也可使轴瓦瓦面的处理变得更加快捷，便于提高轴瓦表面的工作质。

4　球面瓦开油糟、油坑对油膜的影响

在实际应用中，有的在球面瓦上开油槽，这样会把大面积瓦面接触区划开，使油能够方便地沿着油槽进入接触区，升油槽的形式有的是开口“8”字形的，有的是闭口“8”字形的，也有的是“w”形的，有的还在开油槽的同时开设油坑等等，但本人认为，由于球面瓦属于低速重载的工况，球面瓦开油槽、油坑反而有导致油膜破裂的可能。而且，丹油槽和油坑，减少了有效的接触面积，更重要的是在瓦宽方向上无法保证全宽接触，会造成瓦宽方向上的局部接触，这就会产生了接触应力集中，这对形成?膜不利的。有大量的生产实践证明，有很多的球面瓦，并没有开油槽，在长期运行后并没有产生不正常的现象。当然，对于高油泵启动的动静轴承，开油槽时要慎重，则也会损坏球面瓦。

5　中空轴轴颈的抛光

在检修球面瓦时，有人常常会对中空轴轴颈表面作一些抛光处理。常见的做法是用砂纸反复地打磨中空轴轴颈。其实这样操作并不可靠，因为手工打磨过程中不可能保证圆周均匀，这样会使中空轴轴颈丧失圆度，成为棱结构，不利于油膜的形成。实际上，经过长期运行的中空轴轴颈，除了由于严重烧瓦会在中空轴轴颈表面粘结轴瓦合金外，中空轴轴颈的圆度已处于Z佳状态，一般无需进行大面积的抛光处理。即使由于严重烧瓦在中空轴轴颈上粘结轴瓦合金时，也只要对粘结的合金进行局部的、轻微的表面处理。

6　球面瓦的刮削处理

一些观点认为，球面瓦运行一定时间后，与中空轴轴颈的接触包角会变大，瓦面由于正常磨损，其接触面会变得很光滑，原有的油点会不复存在，这样的瓦在使用过程中就会潜在着抱瓦或烧瓦的危险，因此需要进行定期的瓦面刮削处理。

但事实上，在长期的运行过程中，球面瓦与中空轴轴颈的接触表面已经磨合得非常好，是任何高质量的手工刮削都难以达到的，因此对处于正常使用中的球面瓦是无需进行瓦面刮削的。

至于球面长期运行后，与中空轴轴颈的接触的接触包角其实并不会变大，因为在运行过程中，由于磨机内物料和研磨体的运动和冲击，球面瓦承受的是不确定的动载荷，中空轴轴颈与球面瓦的接触并不会被严格地局限在初运行的包角范围内，这些不确定的动载，足以使扩大了的接触包角区随时磨损，从而自动限制了真实包角的扩大。至于球面瓦上的初始油点丧失，事实上更有利于油膜的形成。只要瓦面没有受到特别磨损，就无需进行刮削处理。在实际应用中，存在着大量运行了很多年并没有作过任何刮削处理的球面瓦。

7　球面瓦瓦面上的接触情况

在球面瓦刮瓦时，有的人认为，对于接触包角内瓦面的接触点，点与非点要有明显的高低之分。为了取得这种效果，通常需要反复用密机简体来压瓦，这样做非常费工费力。其实这样做大可不必。光滑的接触表而是油膜形成和保持的必要条件，点与非点之间应当没有明显的边界。实际上，通过长期磨合的瓦面，其接触包角内几乎是一个光滑的表面。因此在刮削面时，应该保持表面光滑，不使点与非点间有明的高低之分，也就是说，要将瓦面的“满天星”变为“乌云密布”。

经过大量的实践证实，一般的“满天星”瓦面与“乌云密布”的瓦面在初运行时相比较，其油膜质量要明显地差一些，其轴瓦的温升也要高得多。为了达到“乌云密布”的瓦面质量，在精刮时，刮刀的切入角度要平，尽量不要用刀尖去“挑”，做到起刀收刀要轻。在实际应用中，需要提示的是，在用压瓦取点法刮削的瓦，其接触包角的真实性较好，其接触包角不应太大，否则会潜伏着抱瓦与烧瓦的危险性。

8　球面瓦与瓦座的配合

磨机制造时，球面瓦与瓦座的配合接触为球面接触。一些观点认为，球面瓦与瓦座的配合接触应以全方位的接触配合为佳，其实不然。因为为了保证球面瓦与中空轴轴颈始终良好接触，球面瓦应具有足够的自由度，使之在运行过程中能灵活地随动，而只有当球面瓦的球面半径小于瓦座的球面半径时，球面瓦与瓦座的接触就变成点接触，这样的接触就能使球面瓦具有足够的自由度，否则球面瓦就会卡在瓦座上。

在分析众多的安装或维修后运行时烧瓦的事故，瓦背或瓦座的处理不当是烧瓦的主要原因。因为，球面瓦瓦背与瓦座的全方位接触，限制了瓦的灵活，由此造成中空轴轴颈与瓦面的局部接触，引起烧瓦事故。所以，球面瓦瓦背与瓦座的处理是很关键的一个环节。由于瓦座相对于瓦背而言，比较容易变形，所以在瓦背的球面接触带的周向接触包角应小于45°，轴向接触宽度不大于球面座宽度的1/3，如超过这一范围之外，通常可以通过修磨来保证有足够的配合间隙存在。瓦背处理后，要以瓦背为基准，检验瓦座的接触情况，通过修磨，使之尽可能地符合标准规定的要求。

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