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2018年08月07日 10:41:47
辰溪华中水泥对球磨机主轴承使用维护的经验

1 前 言

    球磨机主轴承是球磨机的重要组成部分,它支承着整个磨机的重量。主轴承由轴承底座、轴瓦、轴承盖及润滑系统组成,而轴瓦是其核心零件。主轴承的失效形式主要体现在轴瓦的烧损,烧瓦被看作是水泥厂的灾难性事故,因为一旦烧瓦,处理起来停机时间长,检修工作量大,不但影响设备运转率,还会降低轴瓦的使用寿命。因此,正确的使用和维护主轴承,避免出现烧瓦事故以及缩短检修时间等,对于水泥企业有重要的意义。


2 使用中出现的问题及处理经验


2.1  轴瓦温度高及其温度控制 

 
    轴瓦温度受环境及中空轴影响,环境温度高,轴瓦的温度会升高,而中空轴的温度受磨内物料温度、磨内气体温度以及中空轴与轴瓦的润滑状态等影响。降低轴瓦温度的方法有:加大淋油量,加大轴瓦及稀油站的冷却水量,筒体淋水等。


    目前,大部分球磨机轴瓦的瓦衬材料为ZChSnSb11-6锡锑轴承合金(巴氏合金),其最高工作温度为150℃,熔点约为241℃,但并不是说球磨机的轴瓦就能在150℃下工作,其允许的工作温度受润滑油的承载能力和巴氏合金的承载能力等的影响,也就是说,轴瓦最大工作温度应在润滑油和巴氏合金的允许工作温度范围之内。早期的球磨机用中空轴上的油圈带油润滑,润滑油为旧牌号的50~70号机械油,轴瓦的测温点在轴瓦120°端面中部的深孔内,采用WTZ-288型电接点压力式温度计测温,允许工作温度为60℃。新式磨机轴瓦测温点在瓦宽度方向中部的端面,采用WZPM-201端面热电阻测温,热电阻放在巴氏合金层的下面,采用XYZ型稀油站或GXYZ型高压稀油站集中润滑,润滑油为带极压添加剂的N320中负荷闭式工业齿轮油(L-CKC320)或N220中负荷闭式工业齿轮油(L-CKC220),轴瓦的允许工作温度为65℃。


  因为轴瓦测温点位置特殊,只能反映局部温度,在轴瓦局部发热升温,尤其是新瓦试车时,不能及时反映整个轴瓦宽度方向的温度情况,同时,有时会出现测温装置出现故障,测温不准的情况。对此,我们通过现场积累的经验,采用测温枪测量中空轴表面温度或主轴承回油温度来进行比较。根据经验,中空轴表面温度一般要比瓦面的温度高10℃~15℃,而主轴承回油温度比轴瓦温度低5℃左右,也就是说,可以控制回油温度在60℃或中空轴表面温度在75℃。另外,通过用测温枪测量中空轴表面的温度,我们还会发现中空轴表面的温度差异,从而判断中空轴与轴瓦的接触是否正常、润滑状态是否正常,以便作出处理。


    目前,很多润滑油增加了油脂的抗极压和抗磨能力,并有专门用于球磨机轴瓦的润滑油,从而提高润滑油的承载能力,使得轴瓦允许工作温度提高到75℃甚至更高,这更有利于防止磨机轴瓦温度升高。

2.2  主轴承烧瓦的原因及预防措施


    烧瓦的原因较多,主要有以下几方面:①设计方面:筒体钢板厚度薄,容易使筒体产生挠度过大、永久性弯曲和热变形的现象。瓦口间隙设计不合理,进油不畅或形不成承载油膜等设计缺陷,也可能构成烧瓦事故;②制造方面:中空轴的径向偏摆大,两中空轴出厂安装不同心;轴瓦瓦衬浇铸质量差,在承载区内有较大空洞或离壳现象等;③安装方面,轴承研刮不当,轴瓦瓦口间隙小或轴瓦与中空轴的接触不良或轴瓦球面与轴承底座不能灵活摆动,或者把允许轴瓦在轴承底座内一定范围内摆动(但不允许轴瓦从轴承底座脱离)的定位螺栓顶住轴瓦,使轴瓦不能灵活摆动等;④使用维护方面,润滑油选用不当,油的黏度低或抗极压、抗磨能力差等,轴瓦及稀油站的冷却水量小或进水温度高,少油、缺油或油脏等,测温装置失灵导致测温不准,未能及时发现温度异常等。以上原因中,大多数企业的主轴承烧瓦是因润滑故障引起的。因此,应从以下方面加以预防。

  (1)加强润滑管理,选用合适的润滑油,并按季节适时换油;同时,要保持稀油站控制系统的可靠性和灵活性,使稀油站的供油温度保护和供油压力保护发挥作用,避免因供油温度高或少油、缺油而引起烧瓦。


  (2)注意主轴承的密封,防止灰尘进入及润滑油外漏。灰尘进入主轴承后,不仅会加速轴瓦的磨损,同时还会使润滑油变质,降低润滑油的使用寿命。


  (3)保持轴瓦冷却水的畅通,防止堵塞、漏水造成润滑失效而引起轴瓦过热甚至烧瓦。

  (4)运行中,一方面要注意轴瓦温度的变化情况,控制温度在允许范围内,同时要对中空轴温度、稀油站的供油温度和回油温度等进行比较,以防止轴瓦测温热电阻失灵,测温不准而造成烧瓦。中控室操作人员要经常查看电流及轴瓦温度曲线,及时发现及时处理。


  (5)停磨时,要用辅传慢转磨机约30min,以降低轴瓦温度,等轴瓦温度正常后才停机;停磨时间较长时,还需在中途开稀油站或高压稀油站的高低压油泵慢转磨机,以避免磨机筒体在无润滑油的情况下因热胀冷缩而受到阻卡而拉伤轴瓦。为了防止筒体在热态停机时产生过大挠度,一些厂用千斤顶在磨机筒体中部托住筒体,也具有一定作用。

    一旦发生烧瓦事故,视程度不同,我们的处理经验措施是:


  轻度烧瓦。指烧瓦时间较短,瓦面受伤程度较小,只是局部磨损或出现高点,磨损并被带出的只是呈片状巴氏合金,且进油处瓦口间隙没有被堵塞等情况。如按传统处理方法,必须顶磨取瓦研刮,既费时也费力。对此,我们总结出不顶磨取瓦的快速处理方法,即:辅传慢转磨机,加大磨机的通风量及烧瓦处的淋油量,一方面使轴瓦及中空轴快速冷却下来;另一方面则在慢转过程中,把中空轴表面粘附或烧结的巴氏合金刮去,并用油石打磨中空轴,等中空轴温度正常后,停磨吊出轴承盖,清理瓦口进出油处的巴氏合金屑(主要是清理瓦口间隙),清洗稀油站回油处滤网及进油过滤网,油脏时要更换润滑油。然后按正常生产减小投料量启动磨机,加大烧瓦处的淋油量使磨机在运转中把瓦面产生的高点磨去。运转中要注意控制中空轴表面的温度不超过75℃,温度高时把磨机停下来,慢转磨冷却,等中空轴表面的温度降到30℃再重新启动磨机。经过几次磨合,就可使高点磨去,中空轴温度达到正常范围之内。此方法在Φ1.7m×2.5m煤磨、Φ2.4m×12m和Φ2.6m×10m水泥磨等轻度烧瓦时应用过,只要1~3个程序就可处理好,效果较好。

 

    重度烧瓦。指烧瓦持续时间长,烧瓦程度严重,巴氏合金带出量较多,进油处瓦口严重堵塞,中空轴被划出沟槽及整个瓦衬无法再继续使用等。每次重度烧瓦,轻则要损失0.4~0.7mm巴氏合金,缩短主轴承轴瓦3~5年的使用寿命,重则使巴氏合金在高温下软化,并在中空轴的压力下被挤压出来,最终导致巴氏合金层报废。如图1。


   图1  重度烧瓦实例


    处理重度烧瓦时,必须倒出磨内球锻,顶磨取瓦及重新研刮轴瓦,检修时长。传统的刮瓦方法为25mm×25mm接触点应不少于2~3点,接触角为60°~90°,现在,都采用江旭昌高工发明的新式刮瓦法(江氏刮瓦法),新式刮瓦法省事、省时,笔者在处理Φ2.6m×13m水泥磨磨尾轴瓦重度烧瓦时,就采用这种方法,具体步骤为:把轴瓦宽度方向的两边约30mm倒坡,接触角30°内不刮,用砂纸背面打磨光滑即可,适当加大进油口处的瓦口间隙,轴瓦球面用砂纸打磨后,在四周研刮,中部不研刮等等。经四次与中空轴研配,就放入轴承底座内加全部球锻试车。试车时,中空轴温度最高处43℃,大部分温度在38℃,运行正常时,中空轴大温度为28℃,局部温度为43℃。


2.3  轴瓦瓦衬磨损量的控制 

 
    由于轴瓦与中空轴之间的润滑属于动压润滑(一些新磨机采用动静压轴瓦,也仅在启动或情况危急时采用),运行中存在一定的磨损,再加上安装、使用维护等方面的原因,可能造成轴瓦瓦衬烧损,因此,轴瓦会越用越薄,一方面使瓦衬的承载能力变差,另一方面,磨机筒体的轴线中心会下降,从而使磨机大小齿轮的中心距和齿顶间隙变小而产生振动,加剧磨损。实践表明,Φ2.2m×6.5m磨机的轴瓦磨损5mm,齿顶间隙将减小1.18mm,Φ2.4m×12m和Φ2.6m×13m磨机轴瓦磨损5mm,齿顶间隙将分别减小1.71mm和1.70mm。所以,当轴瓦瓦衬的磨损量超过允许值时应予以更换。


    笔者根据主轴承的结构及轴瓦的实际使用,得出了一个轴瓦瓦衬最大磨损量的经验值为5mm,在此范围内,不会使中空轴与主轴承底座孔壁接触摩擦,也不会破坏主轴承的密封装置,因为轴瓦瓦衬的厚度一般为11~13mm,5mm的最大磨损量对于正常运行的磨机,按瓦衬年磨损量0.15mm计算,使用寿命约为33年,与中空轴及筒体的设计寿命基本一致。

 

作者:作者:刘明红   出处:四川水泥  
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