球磨機(jī)支撐裝置

1、球磨機(jī)支撐裝置（二）支承裝置磨機(jī)的支承裝置要承受整個(gè)回轉(zhuǎn)部分、研磨體和物料在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的載荷。磨機(jī)的軸承是決定安全生產(chǎn)、維護(hù)簡(jiǎn)便和節(jié)省能量的主要部分之一。磨機(jī)支承裝置的工作特點(diǎn)：一是所承受的載荷重，并且具有一定的振動(dòng)；二是中空軸的轉(zhuǎn)速低，一般中空軸的線速度在1m/s左右；三是磨機(jī)的工作環(huán)境惡劣，灰塵大。因此，在設(shè)計(jì)磨機(jī)支承裝置時(shí)，不但要考慮到磨機(jī)能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)法降低中空軸與球面瓦之間由于摩擦而產(chǎn)生的功耗，還要防止灰塵進(jìn)入其中。磨機(jī)的支承裝置可分為下述形式：主軸承支承、滑履支承和托輪交承。一般磨機(jī)主軸承支承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。滾動(dòng)軸承應(yīng)用于小型磨機(jī)上是可以的，而大型磨機(jī)不采用

2、滾動(dòng)軸承的原因是其單件加工費(fèi)用高，與軸承配合部分加工精度要求也高，滾動(dòng)軸承的安裝維修較困難，并且滾動(dòng)軸承的使用壽命有限，且要求有過(guò)濾和冷卻用的循環(huán)供油系統(tǒng)。因此，一般較大磨機(jī)不采用這種軸承而采用滑動(dòng)軸承。磨機(jī)的滑動(dòng)軸承，按其結(jié)構(gòu)形式，可分為帶中空軸頸的主軸承和滑履軸承兩種。（1）主軸承磨機(jī)主軸承承擔(dān)整個(gè)磨機(jī)回轉(zhuǎn)部分的重量。一般由軸瓦、軸承底座、軸承蓋、潤(rùn)滑及冷卻系統(tǒng)組成。1. 磨機(jī)主軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一是主軸承尺寸大、重量重、承受重載。磨機(jī)是以空心軸支承于主軸承上，由于物料是由空心軸內(nèi)出入磨機(jī)，所以空心軸的外徑和主軸承軸瓦直徑都比較大。二是采用自位調(diào)心球面軸承，以保證磨機(jī)的直線度。又可分為把自動(dòng)調(diào)

3、心的球面置于殼體之外（如圖7-54所示）且球面為1800和把球面置于殼體之內(nèi)（如圖 7-55 所示）且球面為 1200兩種形式。三是主軸承只有下瓦而無(wú)上瓦，由于磨機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，各作用力的合力方向近似垂直向下，因此，主軸承只有下軸瓦。四是主軸承的球面瓦為雙金屬結(jié)構(gòu)，球面瓦體為鑄鐵材料，而瓦襯為巴氏合金。五是軸瓦設(shè)置有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。2. 主軸承的結(jié)構(gòu)（如圖 7-55 所示）主軸承是由軸瓦、軸承底座、軸承蓋、潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)所組成。軸瓦底面呈球面形，裝在軸承底座的凹球面上。瓦襯一般多用鉛基和錫基軸承合金（巴氏合金）澆注而成。主軸承分固定式（圖 7-55 ）和活動(dòng)式（圖 7-23 ）兩種形式?；顒?dòng)式主軸承

4、只適用于磨機(jī)進(jìn)料端。圖 7-55 所示為球磨機(jī)的主軸承。軸承座6用螺栓固定在兩端基礎(chǔ)上，球面瓦7的底面呈球面形。球面瓦裝在軸承座6的四球面上。瓦襯為鉛基或鋁基巴氏合金制成。軸承座上裝有用鋼板焊成的軸承蓋1，其上設(shè)有觀察孔，觀察供油及軸、軸瓦的運(yùn)動(dòng)情況。為了測(cè)量軸瓦溫度，還裝有溫度計(jì)5，以防軸瓦溫度升高超過(guò)允許值。中空軸與軸承蓋、軸承座之間的縫隙均用壓板3將氈墊壓緊密封，以防進(jìn)油和漏料。為了防止球面瓦從軸承座內(nèi)滑出，用兩個(gè)定位螺釘和壓板來(lái)控制，在安裝時(shí)，定位壓板與球面瓦間隙一般在2-4mm。刮油板 2是為了把中空軸上的油刮下，防止流到外面，對(duì)環(huán)境衛(wèi)生有利。內(nèi)球面與外球面主軸承比較：金屬用量方面外

5、球面的較??；軸承密封外球面較優(yōu)，因?yàn)檩S承兩側(cè)的密封圈有可能隨調(diào)心球面瓦一起自動(dòng)調(diào)整，減小縫隙。但這種外球面軸承儲(chǔ)油量較少，有時(shí)需要另設(shè)計(jì)外油池或油箱，使系統(tǒng)復(fù)雜化。外球面的球瓦比較形大體重，因而在機(jī)械加工和澆注軸承襯時(shí)比較復(fù)雜。圖 7-55 球磨機(jī)的主軸承1軸承蓋；2刮油板；3壓板；4視孔；5溫度計(jì)；6軸承座；7球面瓦；8油位孔3. 主軸承的潤(rùn)滑主軸承工作時(shí)必須裝有可靠的潤(rùn)滑裝置。大型磨機(jī)多采用油泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)潤(rùn)滑；小型磨機(jī)可以用油困帶油或油勺潤(rùn)滑，但潤(rùn)滑效果較差，潤(rùn)滑油得不到過(guò)濾。主軸承潤(rùn)滑可采用動(dòng)壓和動(dòng)靜壓兩種方式。動(dòng)壓潤(rùn)滑有油泵供油和油田帶油等幾種形式。油泵供油如圖 7-55 所示，潤(rùn)滑

6、油從進(jìn)油管進(jìn)入軸承內(nèi)，把油噴射到中空軸上，然后帶入軸瓦，軸承座內(nèi)的潤(rùn)滑油從回油管流回，經(jīng)過(guò)濾、冷卻等裝置組成閉路循環(huán)供油系統(tǒng)，潤(rùn)滑效果良好，油位孔8供檢查油箱中的油量之用。由于磨機(jī)轉(zhuǎn)速低，所以動(dòng)壓潤(rùn)滑形成的油膜很薄，達(dá)不到液體摩擦潤(rùn)滑，而是半液體摩擦潤(rùn)滑，為了完全可靠還裝有備用油圈。中小型磨機(jī)常采用油圈帶油潤(rùn)滑，如圖7-23所示，由油圈 9 把油帶起，經(jīng)刮油桿 8 ，將油分在中空軸和軸瓦襯的表面上，潤(rùn)滑冷卻效果比油泵供油系統(tǒng)稍差，且潤(rùn)滑油得不到過(guò)濾，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。圖 7-56 靜壓腔結(jié)構(gòu)（a）圓形結(jié)構(gòu)；（b）矩形結(jié)構(gòu)圖 7-57 靜壓供油系統(tǒng)1過(guò)濾器；2徑向柱塞泵；3調(diào)壓閥；4單向閥；5壓力表；

7、6磨機(jī)主軸承動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承主要存在兩個(gè)問(wèn)題：一是磨機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于油膜消失，軸頸與軸瓦之間的摩擦阻力矩增大，導(dǎo)致磨機(jī)的啟動(dòng)負(fù)荷過(guò)大，往往擦傷軸瓦表面。過(guò)大的啟動(dòng)負(fù)荷對(duì)電機(jī)、減速機(jī)等傳動(dòng)件不利。二是當(dāng)磨機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸頸由于冷卻收縮，在油膜消失的情況下，往往擦傷軸瓦表面。為解決上述問(wèn)題，在磨機(jī)啟動(dòng)前，用高壓油泵從軸瓦底部供油，將軸浮起，然后啟動(dòng)磨機(jī)。另外，在停磨時(shí)向軸承內(nèi)供高壓油，將軸浮起，使軸在軸瓦內(nèi)自由收縮，直到冷卻為止，以保護(hù)軸瓦不被擦傷。動(dòng)靜壓軸承的靜壓油腔的結(jié)構(gòu)形狀有兩種：一種是圓形結(jié)構(gòu)，如圖7-56（a）所示；另一種是矩形結(jié)構(gòu)，如圖7.56（b）所示。用于油浮升的磨機(jī)靜壓軸承多采用中央單

8、腔式，對(duì)于磨機(jī)狹窄型的軸承，矩形油腔較為合理，因?yàn)榫匦斡颓恢械臐?rùn)滑油沿軸向泄漏的途徑比圓形油腔長(zhǎng)，有利于軸承靜壓承載的形成，同時(shí)矩形油腔也便于加工。油腔寬度與軸瓦寬度之比為 l/L=1/9-1/20，油腔包角a 為160-200，油腔深度以3-4mm為宜。主軸承靜壓供油系統(tǒng)如圖 7-57 所示。由于干法磨粉塵較大，必須單獨(dú)設(shè)置油箱，加強(qiáng)對(duì)潤(rùn)滑油的過(guò)濾。同時(shí)油箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置電熱器，以保證潤(rùn)滑油粘度在適當(dāng)范圍內(nèi)。在系統(tǒng)中應(yīng)增設(shè)壓力控制信號(hào)裝置，當(dāng)系統(tǒng)中的壓力超過(guò)或低于規(guī)定值時(shí)，應(yīng)發(fā)出信號(hào)，同時(shí)油泵與電機(jī)開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖，只有油泵啟動(dòng)后，才能開(kāi)動(dòng)電機(jī)。4. 主軸承的冷卻磨機(jī)主軸承工作時(shí)，由于磨內(nèi)熱物料及熱氣體（

9、烘干兼粉磨）不斷向軸承傳熱，以及軸頸與軸襯接觸表面因摩擦產(chǎn)生熱量，雖然軸承表面同時(shí)也向周圍空間散發(fā)熱量，但不足以抵消前者，如不及時(shí)排除，熱量的積累導(dǎo)致軸承溫度升高，破壞潤(rùn)滑作用，主軸承的軸承襯允許溫度小于700C，如果軸承溫度超過(guò)此值，將會(huì)發(fā)生燒瓦現(xiàn)象，影響磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，必須排走熱量，降低溫度，一般常用水冷卻方法，有直接引水入軸瓦內(nèi)部，或間接用水冷卻潤(rùn)滑油，或兩種方法同時(shí)使用。直接引水入軸瓦內(nèi)部效果明顯，且有兩種形式：一種是通過(guò)鑄在球面瓦瓦體內(nèi)的蛇形管冷卻水道來(lái)冷卻軸瓦的，如圖 7-58 所示；另一種是循環(huán)冷卻水（如圖 7-55 ），經(jīng)球面瓦7中的鑄孔（蛇形管道）冷卻軸瓦的，冷卻水由入水

10、管接頭進(jìn)入，水通過(guò)蛇形管道后由出水管接頭排出。有的主軸承還把蛇形管澆注在巴氏合金的燕尾槽中，這樣可使蛇形管離巴氏合金的表面較近，冷卻效果較好，并簡(jiǎn)化了軸瓦的鑄造工藝，但在澆注巴氏合金時(shí)不太方便。5. 主軸承的要求磨機(jī)主軸承是一個(gè)重要的部件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮如何減少發(fā)熱，降低摩擦損耗。軸承發(fā)熱的主要原因是筒體內(nèi)的溫度經(jīng)空心軸傳給軸承襯，或者由于冷卻潤(rùn)滑裝置失靈以及軸承密封不好使灰塵和磨蝕物料進(jìn)入；有時(shí)由于中空軸凸肩與軸瓦一個(gè)端面之間產(chǎn)生摩擦，其原因是由于磨機(jī)工作時(shí)發(fā)熱，導(dǎo)致筒體伸長(zhǎng)造成的。為避免后一種情況產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)中空軸時(shí)將兩端中空軸的凸肩距離作成不等的，其中一端中空軸軸頸寬度等于軸瓦寬度，另

11、一端中空軸的軸頸寬度稍大于軸瓦的寬度。這樣，當(dāng)簡(jiǎn)體熱伸長(zhǎng)后，中空軸頸的凸肩不致碰觸軸瓦。磨機(jī)主軸承的工作特點(diǎn)是載荷重，轉(zhuǎn)速低，工作時(shí)要發(fā)熱。因此，在零部件設(shè)計(jì)時(shí)要保證以下技術(shù)要求：圖 7-58 蛇形管冷卻水道A 對(duì)軸承座的技術(shù)要求a. 鑄件在進(jìn)行機(jī)械加工前，應(yīng)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理，或者“時(shí)效處理”，目的是防止加工后產(chǎn)生變形；b. 軸承座的球心與軸承中心的不同心度不大于 0.5mm ，這樣便于測(cè)量和安裝；c. 機(jī)械加工后，對(duì)球面瓦冷卻水通道進(jìn)行大于 0.4MPa 的水壓試驗(yàn)，在此壓力下連續(xù)試驗(yàn)時(shí)間為 2h ，不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象；d. 軸承座兩個(gè)通過(guò)中空軸的側(cè)孔，應(yīng)與軸承蓋一起聯(lián)合加工，側(cè)孔直徑應(yīng)比

12、中空軸頸大15-20mm ，以免在軸承襯磨損時(shí)引起中心的偏移，而磨壞中空軸。B. 對(duì)軸承底座的技術(shù)要求軸承底座（底板）既是軸承的支承又是軸承安裝時(shí)找正的基準(zhǔn)。底座要有很好的剛性和吸振性。從這點(diǎn)出發(fā)，鑄鐵件有很大的優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)單件小批量生產(chǎn)時(shí)，鑄件比起焊接件成本要高些。以前多用鑄件，近來(lái)用型鋼焊接的愈來(lái)愈多。為了安裝時(shí)方便，鑄鐵軸承底座的上下表面都需進(jìn)行機(jī)械加工。尤其是裝有鋼輥（活動(dòng)式主軸承），其粗糙度不低于，便于鋼輥在其上自由滾動(dòng)。C. 球面瓦球面瓦是主軸承直接與中空軸頸接觸零件，即是主軸承直接承受載荷的零件。對(duì)主軸承來(lái)說(shuō)，球面瓦是一個(gè)重要而又容易損壞的零件。因此，球面瓦本體的材料應(yīng)不低于GB

13、 中的 HT200，對(duì)于大型磨機(jī)用ZG270-500鑄鋼制造。a. 結(jié)構(gòu)及主要尺寸球面瓦底面是一個(gè)與軸承中心同心的部分球體，它在軸承座的球窩里（凹球面里）可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，使軸瓦的承壓面均勻地承受載荷。球面瓦的結(jié)構(gòu)及主要尺寸（見(jiàn)圖 7-59 ）按下述原則確定：作用在軸承上的外力是固定的，因此，球面瓦的承壓角基本上固定在 750 -90 0之間。為此，我國(guó)近年來(lái)所設(shè)計(jì)的球面瓦的承壓角都是 1000-1200 的。球面瓦的直徑和寬度與磨機(jī)的用途有關(guān)，對(duì)于烘干兼粉磨的煤磨或原料磨，中空軸內(nèi)要在喂料的同時(shí)通過(guò)一定體積的熱風(fēng)。為了減小通風(fēng)阻力，中空軸一般都設(shè)計(jì)成直徑大而寬度窄，具體尺寸與通過(guò)的熱風(fēng)量多少有關(guān)

14、。對(duì)水泥磨和濕法原料磨，一般是根據(jù)喂料量的大小來(lái)決定中空軸的直徑，當(dāng)直徑確定后，再根據(jù)比壓來(lái)確定球面瓦的寬度。一般烘干兼粉磨的磨機(jī)的寬度徑比為L(zhǎng)/d=0.25-0.35，水泥磨和原料磨的寬徑比L/d=0.35-0.55。圖 7-59 球面瓦的結(jié)構(gòu)及其主要尺寸b.球面瓦的瓦襯材料球面瓦的關(guān)鍵部件是瓦襯，它是直接與中空軸軸頸接觸的部件。即使是在液體摩擦狀態(tài)下工作的軸承，在長(zhǎng)期停磨后再啟動(dòng)磨機(jī)，如不是靜壓主軸承，則不可避免地產(chǎn)生軸頸與球面瓦瓦面的直接接觸，即金屬接觸。因此，在選用瓦襯材料時(shí)要慎重?，F(xiàn)在大多數(shù)磨機(jī)主軸承在軸瓦上（球面瓦）澆注軸承合金（即鉛基和錫基巴氏合金），這種合金的優(yōu)越性，如順應(yīng)性、

15、嵌藏性好，很易與軸頸跑合，抗膠合能力也較強(qiáng)，但弱點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低并且與鋼鐵的貼附性差，合金瓦的制造加工困難。澆注合金前，在球面瓦的凹球面開(kāi)縱、橫燕尾槽，目的使巴氏合金與瓦體貼合牢固，防止脫殼。澆注后，需進(jìn)行精細(xì)刮研。在中小型磨機(jī)上也有用塑料做瓦襯的。（2）滑履支承磨機(jī)的兩端或一端不用通常的主軸承支承，而是采用滑履支承。如圖 7-60 所示，一端是主軸承支承，而另一端是滑履支承的混合支承裝置示意圖。國(guó)外早已在磨機(jī)上采用。我國(guó)江南水泥廠濕法生料磨機(jī)已在進(jìn)料端采用該支承方式。由于磨機(jī)向大型化發(fā)展，其軸承負(fù)荷也愈來(lái)愈大，另外烘干兼粉磨的磨機(jī)，其進(jìn)料口要大，而且熱氣流溫度又高，主軸承就不適應(yīng)，這樣，采用滑

16、履支承較為合適?；妮S承的磨機(jī)是通過(guò)固裝在磨機(jī)筒體上的輪帶支承在滑履上運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖 7-60 所示。圖 7-61 是輪帶放在具有三個(gè)履瓦的滑履支承裝置上的示意圖。圖 7-62 是輪帶放在具有兩個(gè)履瓦的滑履支承裝置上的示意圖。圖 7-60 混合支承裝置1靜壓潤(rùn)滑裝置；2進(jìn)料裝置；3滑履支承裝置；4筒體；5大齒輪；6動(dòng)壓滑動(dòng)主軸承；7出料管；8傳動(dòng)軸圖 7-61 三履瓦的滑履支承裝置1滾圈；2滾圈罩；3履瓦；4滾圈罩支座圖 7-63 兩履瓦的滑履支承裝置滑履軸承的結(jié)構(gòu)如圖 7-63 所示，表面澆鑄軸承合金的鋼制履瓦2坐在帶有凸球面的支塊3上，兩者之間用圓柱銷定位，凸球面支塊又置于四球面支塊4之中，而

17、凹球面支塊又放在滑履支座的底座5上，兩者之間也是通過(guò)圓柱銷定位?；闹ё牡鬃?的下邊放置兩個(gè)能沿磨機(jī)軸向自由滾動(dòng)的托輪6，托輪安裝在輪帶罩的底座上。輪帶罩除了起到防灰塵進(jìn)到其中將潤(rùn)滑油弄臟外，輪帶罩的下座還起油箱的作用。整個(gè)保護(hù)罩放在焊接結(jié)構(gòu)的底座上，而底座通過(guò)地腳螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)上。輪帶罩和輪帶之間的密封結(jié)構(gòu)如圖7-64和圖7-65所示，環(huán)形的毛氈圈1被壓板2壓在輪帶罩上，并由拉伸彈簧3將其緊緊地壓在工字形輪帶的法蘭上，進(jìn)而起到密封的作用?；闹ё拿總€(gè)滑瓦都能自動(dòng)調(diào)心，它是靠球形瓦來(lái)完成的。這樣就可以彌補(bǔ)由于輪帶安裝誤差所造成的輪帶與履瓦的接觸不良?；妮S承目前普遍采用的是動(dòng)靜壓潤(rùn)滑

18、。這種滑履上只有一個(gè)油囊，當(dāng)磨機(jī)啟動(dòng)、停止和慢速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油泵8將具有一定壓力的壓力油通過(guò)高壓輸油管7送到每個(gè)滑瓦的靜壓油囊中，浮升抬起輪帶，使軸承處于靜壓潤(rùn)滑狀態(tài)，而在磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油泵停止供油，此時(shí)潤(rùn)滑是靠輪帶浸在潤(rùn)滑油中，輪帶上的潤(rùn)滑油被帶入瓦內(nèi)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)壓潤(rùn)滑。由于輪帶的圓周速度較大，其“間隙泵”的作用也大，且滑履能在球座上自由擺動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整間隙，故潤(rùn)滑效果也較好。磨機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，向滑瓦供油的方式有兩種：一種是通過(guò)低壓油泵向滑瓦進(jìn)口處噴油；另一種是將滑瓦浸在油中?；妮S承的優(yōu)點(diǎn)：1.支承磨機(jī)輪帶的滑履可以有兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，因此其結(jié)構(gòu)不僅完全適用于中小型磨機(jī)，而且不受規(guī)格限制，還可以在特大型磨機(jī)上采用。圖 7-63 滑履支承裝置的結(jié)構(gòu)圖1輪帶；2履瓦；3凸球面支塊；4凹球面支塊；5底座；6托輪；7高壓輸油管；8高壓油泵；9輪帶罩圖 7-64 輪帶剖面圖圖 7-65 滑瓦側(cè)視圖1環(huán)形的毛氈圈；2壓板；3拉伸彈簧2. 采用滑履支承結(jié)構(gòu)，可取消大型磨機(jī)上易于損壞的磨頭（包括中空軸）和主軸承，運(yùn)轉(zhuǎn)比較安全，并可以縮短磨機(jī)的長(zhǎng)度，尤其是磨機(jī)的進(jìn)料端很明顯地縮短了很多，減少占地面積。3. 對(duì)于烘干兼粉磨的磨