选矿厂球磨机动压和静压轴承应用分析

刘金钢

摘要：目前国内绝大部分球磨机回转主轴仍采用巴氏合金的滑动轴承，不仅磨擦功耗大，而且使用寿命短，因此对该类球磨机进行改造具有显著的经济效益。文章重点就选矿厂球磨机动压和静压轴承应用进行研究分析，以供参考和借鉴。

关键字：选矿厂;球磨机;动压轴承;静压轴承

引言

目前使用得较为普遍的球磨机是溢流型球磨机、格子型球磨机这两种，球磨机主要是工作部分和传动部件组成，其中工作部分包括水平的筒体部、进料部、出料部以及磨头等，传动部件包括轴承部、减速机、传动部以及连轴器等部件。筒体是一个长形的圆筒，研磨体装在筒内。筒体是用钢板制造，有钢制衬板与之固定，两端分别与进料部、出料部的空轴连接在一起，同时被两个轴承水平地支撑起，在进料部和出料部中空轴内部又装有可换的衬套作为出料部的通路。一般研磨体是钢制的圆球或钢段，并依据不同的直径和一定比例装入筒中。

1选矿厂球磨机动压和静压轴承应用的意义

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，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，磨机转入动压润滑运转，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选矿厂球磨机动压轴承应用

2.1应用优势分析

第一，油站结构简单。油站液压元件少，只有齿轮油泵、单向阀及过滤、冷却系统，调压由手动阀门控制，結构简单可靠成本低。易分析判断异常情况，日常维护工作量小，一般就是按周期更换传动销子，清洗单向阀、滤网即可;第二，系统运行压力低。动压供油系统运行压力较低，轴瓦供油点维持在（0.08～0.1）MPa，油泵出口压力在（0.25～0.3）MPa左右即可。现场判断润滑是否良好的标准简单，即只要空心轴表面轴向位置都能淋上油就可以了。由于运行压力较低，润滑元件故障少，易满足远距离供油;第三，一个油站给多机台供油，一个油站可以满足（2～3）台球磨机的轴瓦润滑。现场只要从油站出口总管分支到各机台即可，各分支管路分别用阀门控制，满足单台球磨机停车时管路维护要求;第四，短期内能适应润滑油质的变化。动压轴承对油液质量要求相对较低，由于运行压力较低，供油方式不同于静压轴承，润滑油轻微的进水、进矿都暂不影响继续使用，能适应油液变化。

2.2应用缺陷分析

2.2.1轴瓦易突然失效

球磨机起动时负荷大，而两摩擦表面是无油的干摩擦状态，因此对轴瓦有一定程度损伤。尤其当轴瓦浇铸质量不好时，轴瓦表面会出现轻微裂纹并不断扩展，当累积到一定程度时，由于变化的不易察觉性，往往突然表现出轴瓦发热现象，经抽瓦检查发现轴瓦表面已整体呈龟裂状。

2.2.2轴瓦修复精度要求较高

球磨机的轴瓦烧损后，修理技术精度要求较高，对维修人员的技能水平要求较高，需要现场开瓦口、保证良好的接触点和接触角。主轴瓦下部球面接触点均匀，两配合球面四周楔形空间长度基本相同，每个动压轴瓦更换需要（72～80）h。

2.2.3轴瓦运行可靠性不高

对润滑系统能监控的数据仅仅一个总油压显示，当机台油压低时可以实现报警和跳闸，但对因管路堵塞造成的供油中断则不能实现跳闸保护。由于不能精确显示轴瓦与空心轴之间油膜压力和二者之间接触状态，因此为了满足稳定运行则必然要加大巡检力度和专业检查精度。

3选矿厂球磨机静压轴承应用

3.1应用优势分析

第一，起动时对轴瓦损伤小。球磨机起动时，两个摩擦表面形成高压油膜已经分离，只要静压油站工作，轴瓦与空心轴间始终处于油液摩擦润滑状态，轴瓦表面磨损小，不易产生疲劳裂纹;第二，轴瓦修复精度要求较低.球磨机轴瓦烧损后，修理技术精度要求较低，对维修人员的技能水平要求较低。因为轴瓦在机床上加工完成后，在检修时现场的刮研量比动压轴承少。为了保证压力稳定，可以视试压状况决定轴瓦精刮程度。一般每个静压轴瓦更换约需要（16～24）h;第三，可以实现无人值守，可以对四个油腔的油压、流量实现在线监测，其中任何一个供油点油压、流量低于设定值时都能实现跳闸保护。如果将油压、流量信号接入集控室时，可以满足系统生产无人值守的要求，大大降低生产工人巡回检查的工作量。

3.2应有缺陷分析

第一，液压油站元件多，且成本高。液压系统复杂，元件多、成本高，系统分为高压和低压两部分：用低压系统进行过滤，用高压齿轮泵及齿轮分流器进行压力流量均衡传输。由于液压元件多，故障点相对较多，发生液压系统问题时分析判断有一定难度，并且有时会发生误动作停车;第二，液压系统运行压力高。油泵出口总压维持在（5～6）MPa，四个供油点中每个点的油压约4MPa，供油压力是动压轴承的20倍以上，系统运行压力较高，而且空心轴表面的油量不能用肉眼直观地观察到。由于运行压力较高，润滑元件、管路需要定期更换，运行可靠性相对较低;第三，对油液变化较敏感。由于运行压力较高，润滑油轻微的进水、进矿都将在压力上反映出来。在球磨机运行中，矿粉颗粒可能从油腔随空心轴进入轴瓦和轴的间隙，在轴瓦表面划出沟槽，引起液压系统泄压，影响稳定运行。

4选矿厂球磨机动压和静压轴承应用的建议

4.1动压轴承

由于结构简单，维护工作量和成本较低，在轴瓦刮研技术相对成熟，员工检查维护技能较高，动压轴承在未具备自动控制的中小矿山中有较多优势。为提高运行可靠性，最优方案是在空心轴部位安装温度监控，以减少检查力度，达到使用可靠的目的。

4.2静压轴承

随着生产技术进步和规模化生产发展的要求，尤其对实现自动控制的大中型矿山，静压轴承必然是发展趋势。如实现集控室在线监控后，原生产工人数和巡检力度都可减少。从企业减员增效的目的看，有很大参考价值。为提高运行可靠性，最优方案将静压油站的低压系统出油口分支一部分润滑油直供至球磨机空心轴表面，形成静压和动压结合系统，使用效果最佳。

结束语

综上所述，在现场设备维护管理时，应根据现场自身特点，综合运用各种措施，尽量弥补动压静压系统各自的不足，将优势最大化。

参考文献：

[1]谢广峰.某选矿厂一段球磨机给料端智能控制与优化策略[J].现代矿业，2019，35（03）：208-209.