常家（jiā）東
（洛陽工業高等（děng）專科學（xué）校，河南洛陽，471003）
摘 要：討論了大型磨機雙列（liè）調心球麵滾子（zǐ）軸承的潤滑方（fāng）式選擇及密封結構設計，提出了修正密封間隙的計算公式，為磨機滾（gǔn）動軸承的潤滑密封設（shè）計提（tí）供了設計依（yī）據，經生（shēng）產實踐（jiàn）證明潤滑方式和（hé）密（mì）封結構設計正確。
關鍵詞（cí）：磨機；潤（rùn）滑；密封（fēng）；軸承
磨機作為大型粉碎設備，在建（jiàn）材、礦山、冶（yě）金、化（huà）工等工業行業廣泛使用（yòng）。如圖1所示，其工作原理是通（tōng）過筒體繞水平軸線回轉，裝在筒體內的磨礦介質（鋼球、鋼棒（bàng）等）和礦石（shí）在（zài）摩擦力的作（zuò）用下，隨（suí）著筒體上升到一定（dìng）高度，然後脫（tuō）離筒體（tǐ）壁自由下落或（huò）滾下，礦石磨碎主要是靠介質落下時的衝擊力和運動時的磨削作用完成的，礦石從筒體一（yī）端的（de）空心軸頸不斷給入（rù），磨碎的礦石從另一（yī）端的空心軸頸（jǐng）不斷地（dì）排（pái）出（chū）。
1.進料端中空軸頸；2.磨（mó）機筒體；3.出料端中（zhōng）空軸（zhóu）頸
圖1 磨機的滾動軸承潤滑密封（fēng）結構簡圖
傳統的（de）磨機使用滑動軸承支承，磨機使用滑動（dòng）軸承的（de）優點（diǎn）是順應性、嵌藏性好，抗膠合能力強，缺點是傳動時摩擦（cā）阻力（lì）大，磨機（jī）功耗高。同時，頻繁刮瓦費時繁瑣，而且影響磨機運轉率，維護費用高。在磨機上使（shǐ）用（yòng）雙列調心球麵滾子（zǐ）軸承代（dài）替（tì）滑動軸（zhóu）承，可顯著降低磨機能耗。滑動軸（zhóu）承（chéng）支承的球（qiú）磨機，軸頸與軸瓦的（de）接觸麵積Z少達75%，摩（mó）擦力矩大，能量消耗高，傳統的球麵瓦（wǎ）滑動軸承的（de）摩擦功耗理論上約占總裝機容量的29%，有關資料指出滾動軸承摩擦力矩約為滑動軸承摩擦力矩的1%，磨機主（zhǔ）軸承使用滾動軸承後，磨機的摩擦功耗理論上將（jiāng）減少99%。所以，為了保（bǎo）護環境，節省能源，應大力推廣磨機主軸承使用滾動軸（zhóu）承結（jié）構。但是，磨（mó）機滾動軸承的尺寸大（軸承內徑尺寸在Ø1000mm左（zuǒ）右），需（xū）要專門向軸承（chéng）生產廠家外協製作，成本高，並且軸承（chéng）重載、處於粉塵工作環境，如果潤滑和密封不好，礦石粉塵侵（qīn）入軸承，使軸承工作情況（kuàng）變壞，縮短軸承壽命。造成停（tíng）產（chǎn）事故和較大損失。另外磨機支承跨（kuà）距大，磨機（jī）受熱冷卻伸縮（suō）量大及磨機裝入物料後，筒體下沉的撓度大，給軸承密封造成了較大困難（nán）。本文（wén）對磨機（jī）滑動軸承支（zhī）承改造為滾動軸承支承結構時，潤（rùn）滑密封結構的設計（jì）問題作一些探討。
1 磨機雙列調心球麵滾子軸承的工作環境
磨機的特點是低速、重載、磨體大（dà）、工作環境惡劣。例如，Ø2.4m×8m的磨機，采用雙列調心球麵滾子軸（zhóu）承支承結構，磨機中空軸外（wài）徑D=895mm，運轉時軸承負（fù）荷1300N，磨機回轉部分500N，轉（zhuǎn）速n=20r/min。選用型號為39-895的（de）雙列調心球麵滾子軸承，軸承內徑d=895mm，外徑D=1120mm，軸承寬度B=215mm，軸承外滾道對軸承座可以（yǐ）調心，內滾道通過滾動體與（yǔ）外滾道也可以調心。長時間工作後，因筒體受熱伸長而產生軸（zhóu）向竄動，所以在磨（mó）機進料（liào）端的支承軸承座設計成可以軸向遊動的結構形式（shì），以補償磨（mó）機筒（tǒng）體的伸縮變（biàn）形量。由於磨體大，兩軸承（chéng）的支承距離也大，磨機筒（tǒng）體彎曲變形（xíng）產生撓（náo）度，要求選擇（zé）的滾動軸承能夠調心（xīn），否則筒體在運行的過程中（zhōng）產生不同軸，使軸承的工作情況變壞，甚至損壞軸承。因此選用雙列調心球麵（miàn）滾子軸承，以補償筒體變形產（chǎn）生的撓度。磨機粉磨的是礦石，粒度很細，如（rú）果密（mì）封（fēng）不好，粉塵很容易侵入軸承（chéng），所以，要（yào）求對軸承進（jìn）行良好潤（rùn）滑和（hé）密封。
2 雙列調（diào）心球麵滾子軸承的潤（rùn）滑和密封選擇
磨機的轉速雖然較低，但（dàn）由於尺寸較大，所以軸承工作的線速度適合於采（cǎi）用潤滑油（yóu）潤滑，且選用的潤滑油（yóu）必須具有（yǒu）良好的潤滑性能和小的內摩擦。綜合考慮磨（mó）機軸承負荷較大，加之由磨機筒體傳導過來的熱量，所以磨機軸承的溫度較高，應選用粘度大的潤（rùn）滑油（可選用30號或40號潤滑油）。采用油杯潤滑裝置完全（quán）可以滿足潤滑需要。
對密封（fēng）選型的要求是密封性好，安全可（kě）靠，壽命長，結構緊湊、簡單，製（zhì）造維（wéi）修方便，成本（běn）低。密封分為動密封和靜密封，動密封分為往複密封和（hé）旋轉密封（fēng）。磨機需要（yào）采用旋轉式動密封，並且（qiě）考慮到磨機工作環境惡劣，礦石粉塵（chén）較多，需要采（cǎi）用防塵（chén）密封裝置，阻止潤滑油外漏和粉塵侵入。迷宮式密封是一（yī）種較好的防塵密封，它（tā）主要由（yóu）旋轉與固定的密封零件之間複（fù）雜而曲折的小縫隙組成。使用時（shí）可以在縫隙中注滿潤滑脂，以增加密封效果。
3 雙列調心球麵滾子軸承密封結（jié）構設計
圖2 磨機滾動軸承防塵密封結構
圖3 磨（mó）機筒體彎曲引起密封間隙變化
磨機雙列調心球麵滾子軸承（chéng）迷宮式防（fáng）塵密封結構，如圖2所示，其軸向密封間隙f和徑向密封間隙e要合理（lǐ）選擇。如果選擇太大，會降（jiàng）低（dī）防塵及密封（fēng）效果；間隙太小，會使（shǐ）密封（fēng）旋轉零件和（hé）靜止零件的碰磨（mó），縮（suō）短密封零件（jiàn）壽命，增加能耗和產（chǎn）生噪音。理（lǐ）論上f的取值應大於磨機軸頸相對於軸承座的軸（zhóu）向竄動量，但是由於（yú）磨機進料端軸承座可（kě）以隨著筒（tǒng）體的伸縮而軸向遊動，所（suǒ）以軸（zhóu）向竄動量比普（pǔ）通的密封結構小（xiǎo）。由於磨機筒體的彎曲變（biàn）形使密封間隙發生改變，如圖3所示，這時磨機軸承迷宮密封結構軸向間隙應增加a，徑向間隙應增加b。設磨機的支承跨距L，中空軸懸伸長度為c，磨機（jī）筒體中部的（de）Z大彎曲變形為y，密封間隙的平均半徑為d，則由（yóu）圖3可得到：
則磨機軸承迷宮式防塵密封結構的密（mì）封間隙：
其中，kf為與製造及裝（zhuāng）配精度、磨機軸向竄動量有關（guān）的量。
例如：上述Ø2.4m×8m的磨機，L=8m，d=0.45m，c=0.8m，y取國家標準允許（xǔ）的Z大值（L/1000）=0.008m。根據式（1）和（2）可以計算（suàn）出：a≈0.5mm，b≈0.8mm，如果kf取（qǔ）1mm，根據式（3）和（4），則軸向密封間隙f應大於1.5mm，徑向密封間隙（xì）e應大於1.2mm。由此可以看出，在設計磨機滾（gǔn）動軸承的防（fáng）塵密封間隙時，必須（xū）考慮磨（mó）機裝料後，磨機（jī）筒體（tǐ）變（biàn）形對密封間隙設計參數的影響。
4 結論
磨機雙列調心球麵滾子軸承由於（yú）軸承尺（chǐ）寸大，價格昂貴，工作環境惡劣，載荷大，所以良好的（de）潤滑和密封（fēng）對於延長軸承壽命，降低能（néng）耗和生產成本非（fēi）常重（chóng）要，選用迷宮式（shì）防塵密封結構經生產實踐證明可（kě）以較好的滿（mǎn）足（zú）要求。但是在選擇（zé）密封間隙時不能隻依據經（jīng）驗或手冊，必須考慮磨機裝料後筒體下沉的情況，適當增加密封間隙。磨機筒體伸縮由（yóu）於（yú）進料端軸承座的遊動結構對密封間隙的影響減小。
來（lái）源：《潤滑（huá）與密封》2004年04期
