引 言:長期以來,關於球磨機主軸承、滑履軸承(因兩者具有共性,本文主要以磨機主軸承為例)潤(rùn)滑(huá)油的選擇,在不少(shǎo)磨機(jī)技術文件中注明:冬用油N100(或HJ-50);夏用油N150(或HJ-90)。顯然,上述用油的選擇依據是(shì)環境溫度。其實,選擇油品不僅和環(huán)境溫度有關,而且和磨機內粉磨物(wù)料的溫度和冷卻水的溫度等因素有關。況且我國幅員遼(liáo)闊,各地冬季不完全(quán)一樣,若(ruò)按上述(shù)標準選擇潤滑油,磨機用戶便得不到要領,難以適從。
有的文件中還規定主軸承的瓦溫(wēn)不得超過(guò)60~65℃,否則要報警及(jí)斷開主電動機。因此在實際生產中,當磨機軸瓦溫(wēn)度超過上述值(zhí)時,不少廠采用(yòng)加大磨機主軸承稀(xī)油站的規格,增加軸瓦(wǎ)冷卻(què)水的流量的方法,甚至於在軸瓦軸承合金中鋪設冷卻水,以達到降溫的目的(de)。如果實在不行則將磨機開開停停,直接影響了生(shēng)產。
本文通過(guò)對潤滑油的特性以及影響磨機軸瓦溫度的各(gè)個方麵進行分析,認為應綜合考慮確定軸瓦溫度。
1 合(hé)理選擇油的粘(zhān)度保障主軸承(chéng)正常運轉
目前,現代(dài)化的磨機軸承都采用高壓油靜壓(yā)起動,形成靜壓油膜,而運轉(zhuǎn)時則產生動壓油膜。不管怎樣,軸、軸瓦之間必須要有具有一定承(chéng)載能力、一定厚度的油膜(mó)存在,將兩者隔開。
要形成具(jù)有足夠承載能力的油膜(mó),油的粘度是至關重要的。潤滑油必須具(jù)備合適的粘度,粘度過小,油在巨大壓力下被擠(jǐ)出,失去了油膜,運轉的軸和軸瓦便會發生(shēng)金屬摩擦,燒(shāo)瓦現象即刻發生。若油的粘度過大,油不(bú)易流入配合間隙,同樣也會發(fā)生金屬接觸,燒瓦同樣(yàng)發生,因此,選擇合(hé)適的潤滑(huá)油粘度是保障(zhàng)磨機主軸承正常運轉的重(chóng)要因素。
2 選擇潤滑(huá)油粘度的三要素
油粘度的選(xuǎn)擇和軸(zhóu)承比壓、中空軸線速(sù)度和油溫三要素有關。
軸承的比壓越(yuè)大,需(xū)要油的粘度應越(yuè)大,這樣(yàng)可(kě)提高油(yóu)膜(mó)的(de)承載(zǎi)能力;軸的(de)線速度越高,油膜越容(róng)易形成,粘度可適當降低;油溫越高,潤滑油變稀,油膜承載能力便下降,因此(cǐ)要用粘度稍高的油。反(fǎn)之亦然。
就(jiù)磨機主軸承而言,其軸承比壓是(shì)在1.6~1.9N/mm2範(fàn)圍內;線速度是在(zài)1.2~3.6m/s範圍內,一旦磨機已經投入運行,比壓和線速度已經(jīng)不能改變,是一常數,因此影響粘度的隻能是油溫這個(gè)要素(sù)。這裏必須指出,磨機主軸承的油溫是指埋設在軸瓦中的端麵熱電阻的溫度,因為它非常接近軸承摩擦副中的油(yóu)溫。
3 影響磨(mó)機主軸(zhóu)瓦溫度的因素
3.1 摩擦產生熱的影響
中空軸和軸瓦相對(duì)轉動,摩擦生熱,嚴格(gé)地說是兩者之(zhī)間的油膜受剪切而產生的熱量,使軸承溫度升高,其數值相對較小。
3.2 受研磨體粉碎物料(liào)時產生熱量(liàng)的(de)影響
磨機在運轉時,研磨物料的功僅占(zhàn)總能耗的一小部分,而大部分能量都(dōu)轉變為熱能(néng)和聲能。為此,物料在(zài)獲得大(dà)量熱量,流經出料中空軸或滑環時(shí),熱量就傳遞給軸瓦。例如,裝有磨內噴水裝置的水(shuǐ)泥磨出料溫度為120℃左右。若無(wú)噴水裝置(zhì),而(ér)進磨熟料又未充分冷(lěng)卻時,出磨物料可達160℃以上。如此高溫度的物料源源不斷地流經中空軸及滑環,具有極大的熱容量,會使主(zhǔ)軸承瓦溫大幅度上升,此時軸瓦溫度可(kě)高(gāo)達70~80℃或更高。
物料(liào)傳遞給主軸瓦的(de)熱(rè)量,促使軸瓦溫(wēn)升的比例是Z大的(de)。
3.3 受磨機類型的影響
由於磨機類型(xíng)不同,對軸(zhóu)瓦溫升的影響是不同的。
濕法原(yuán)料磨加入的是料漿,磨內(nèi)溫升不高,出料主軸承的瓦溫是Z低的;水泥磨出料主軸瓦的溫度(dù)是Z高的;烘幹原料磨及風掃煤磨在進料的同時還要通熱(rè)風,若用窯尾廢氣烘幹物料,進風溫度達350℃;若用輔助熱風爐,入磨氣體溫度達450℃。這樣進料主軸承的溫度較一般的磨機要高。
3.4 受磨機(jī)結構的影響
磨機進、出料(liào)螺(luó)旋筒(錐套)和中(zhōng)空軸之間設有隔熱層,為的是減少物料傳遞到(dào)中空軸乃至軸瓦上的熱量。有的磨機隔熱層很(hěn)薄(圖1),有的磨機隔熱層較厚(圖(tú)2)。對於水泥磨出(chū)料(liào)主(zhǔ)軸(zhóu)承而言,希望有較厚的隔熱(rè)層來阻隔熱量的傳遞(dì)。


又如(rú)滑履軸承,挑出筒體外的滑環(圖3),因為遠離物料,溫度較低。而焊(hàn)接滑環(圖4),因為貼(tiē)近物(wù)料,它和襯板之(zhī)間又無隔熱層,因此軸瓦的溫度是Z高的,Z高可達85~90℃。


3.5 受磨機周圍(wéi)環境溫度的影響
磨機周圍環境溫度也影響軸瓦的溫(wēn)度。例如季節、地埋位(wèi)置,甚至包括車間的(de)通(tōng)風程度等。筆者曾見過某水泥廠,煤磨無廠房,直接(jiē)被放置在回(huí)轉窯(yáo)旁,環境溫度極高,磨機工況十分惡劣,在這種(zhǒng)情況下環境溫度對瓦溫的(de)影(yǐng)響因素急劇增加。
3.6 主軸承冷卻水(shuǐ)溫及冷卻水量的影響
磨機主軸承用水包括兩個方(fāng)麵(miàn),一是主軸瓦內的(de)竄水,二(èr)是(shì)主軸承稀油(yóu)站中水冷卻器用水。
冷卻水的水溫及水量對瓦溫影響也是較大的,尤其是水溫。因為(wéi)水源有所不同,有的廠用(yòng)河水或湖水(shuǐ),有的廠用地下水,因此冷卻水的入水溫度是有差別的。水溫也受季節的影響。某一水泥廠地處(chù)太湖(hú)邊,在炎熱的夏(xià)季太湖淺水區(qū)的水已被曬得發燙,根本起不到冷卻水的作用,此時軸瓦溫度就會上升(shēng)。反之,用地下(xià)水降溫效果就十分明顯(xiǎn)。
誠然,當瓦溫偏高,冷(lěng)卻(què)水(shuǐ)入水溫度又(yòu)不能改變時,加大水量進行降溫也是可取的。
3.7 外設稀油站的影響
磨機主軸承稀油站有兩個作用。,供給建立動壓油膜所需(xū)的(de)油量;第二,帶走多餘的(de)熱量(liàng),給軸瓦降溫。通常,使主軸承形成動壓油膜的油量約6~10L/min就夠了,而FLS公司用的是16L/min。我國通常用25L/min,有的甚(shèn)至於用到45L/min。這裏便包(bāo)含了帶走熱量所需要的潤滑油量。
4 磨(mó)機主(zhǔ)軸承潤滑油(yóu)的選擇及報警溫度的(de)確定
綜上所述,影響磨機主軸承正常運轉(zhuǎn)的條件是:是否建立起具(jù)有支承能力的油膜,而(ér)油(yóu)膜和油的粘度有關,而油粘(zhān)度直接受油溫(wēn)即瓦溫的影響。因此選擇什麽牌號的油關(guān)鍵是(shì)在瓦溫這(zhè)個因素上(shàng)。
我國工業用潤滑油是(shì)以該油在40℃時的(de)運動粘度為牌(pái)號(hào)的。如N320是指該油在40℃時的運動粘度為320mm2/s。當然,在磨機運轉時,軸承摩擦副中的油溫並非40℃,而是工況溫度。此時的粘度並非320mm2/s,而是某一特定的(de)值。該值可以通過粘溫曲(qǔ)線圖查得。
一般礦物油,粘度指數為95時,40℃時的粘度和100℃時的運動粘度(dù)對應值約為(wéi)表1。
表1 40℃和100℃下的(de)運動粘(zhān)度對應(yīng)值mm2/s
注:表中粘度是一個平均值,對不同的油品都(dōu)應有和一個粘度範圍。
根據生產實踐,軸瓦溫度和主軸承用油牌號之間的關係如表2所示。
表2 主軸承用油牌號、油溫(瓦溫)範圍和主電動機斷開溫度之間的關係

注(zhù):報警信號可以和(hé)主電動機斷開同步發生,也可以提前5℃報警。
雙(shuāng)滑履的焊接(jiē)滑環由於和(hé)襯板直接接觸,瓦溫是Z高的,潤(rùn)滑油的牌號及報(bào)警(jǐng)溫度還(hái)需增加。
判斷一台新磨機應使用(yòng)哪一種(zhǒng)油,應根據環境溫度、冷卻水(shuǐ)溫度及流量、粉磨物料的(de)溫度、磨(mó)機的型式等等因(yīn)素來綜合判斷軸瓦可(kě)能處在的溫度(dù)範圍,然後選擇某種牌號(hào)的潤滑油。在生產實踐中再加以調整,生產穩定後使用潤滑油的牌號便固定下(xià)來了。