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技術改造

滑履軸承向滾動軸承磨機改造  

發布時間:2019/06/13

  滑履軸承磨機向滾動軸承磨機改造技術方案

  隨著水泥粉磨裝備的大型化,大直徑磨機在直徑3.8m以上管磨機都采用滑履軸承技術,所述滑履軸承是巴士合金軸承的大型化,因為軸承的接觸面是在磨機筒體的外徑上,軸承直徑的加大,軸承的線速度增加一倍多,磨機在轉動時產生的摩擦阻力矩比中空軸磨機加大一倍以上,摩擦功耗增加,因此滑履軸承消耗的電機功率需要占15%左右,克服摩擦阻力矩所需功率的計算是磨機的重量×軸承的線速度(2πR×磨機轉數)×摩擦系數,不難看出,軸承的回轉半徑的增加會直接導致摩擦阻力矩的增加,造成電耗的增加。另外,滑履軸承有較多一部分功耗產生了摩擦溫升,溫度過高時而導致需要停磨、降溫,使磨機的運轉率下降。為此我們提出應該盡早進行改造。

  滑履軸承磨機在工作時筒體與滑動軸承是面接觸,在正壓力的作用下,油脂劣變的現象非常嚴重。隨著球磨機滑履溫度升高,使潤滑油的粘度降低,承載能力下降,甚至造成干磨擦,嚴重的還會燒瓦。而滑履的溫升主要來源于磨機內部研磨體之間的相互撞擊和滑動產生的大熱量,部分由物料和氣體帶走,一部分則由筒體散發出去,而筒體的熱量傳到滑環上,滑履溫度隨之升高。為了解決這些問題,我公司經過仔細研究,查閱大量資料,憑借多年的生產經驗,制定以下技術改造方案:

  一、去掉滑履磨機的滑動軸承支撐,改為滾動軸承支撐會實現磨機軸承摩擦阻力矩的減小。因為在工作時筒體與滾動軸承是線接觸,用油量小,油脂劣變現象很小。通過查找資料,我們得知滑動軸承的摩擦系數為0.04-0.035,而滾動軸承的摩擦系數為0.0025,二者相差將近16倍。因此,改造后,就能夠減少主軸承回轉摩擦阻力矩,達到減小電動機使用功率、節約電能的目的,摩擦阻力矩轉換電機功率的計算方法是:

  磨機重量×負荷系數×摩擦系數×軸承回轉半徑×磨機轉數/97360(功率轉換系數)

  Φ4.2×13m磨機3種軸承形式所消耗的電機功率:

  1、滾動軸承的功率耗,磨機的質量(630.000kg×0.7系數)×摩擦系數0.0025×回轉半徑2.20cm×功率轉換系數(15.6÷973.60)=35.32kw.h

  3、滑履軸承:磨機質量630.000kg×質量系數0.70×摩擦系數.035×回轉半徑2.20cm×功率轉換系數(15.6÷973.60)=494.6kw.h

  從2種不同形式軸承所消耗的電機功率看,滾動軸承消耗的功率是35kw.h左右,而滑履軸承消耗電機功率494kw.h,每小時多消耗459kw.h的電量。因此將滑履軸承改造為滾動軸承會有很大的節能降耗潛力。

  滑履軸承磨機研磨體裝載量為220t,改滾動軸承之后會達到250t。增加30t以上的研磨體,磨機研磨體填充率的提高,噸研磨體的消耗電機功率也會降低(因為研磨體靠近中心,回轉力矩變?。?,相反,填充率的提高,研磨體落差加大,研磨體沖擊能力研磨能力增加,粉磨效率提高。因此管磨機應該盡量保持較高的填充率,研磨體裝的多,耗電低。

  Φ3.8×13m磨機2種軸承形式的電機功率:

  1、滾動軸承每小時消耗功率:磨機質量480.000kg×質量系數0.7×摩擦系數0.0025×回轉半徑2.00cm×功率轉換系數(16.3÷973.60)=28.06kw.h

  3、滑履軸承每小時消耗的功率:磨機質量480.000kg×質量系數0.7×摩擦系數0.035×回轉半徑2.00cm×功率轉換系數(16.3÷973.6)0=393.77kw.h

  從2種不同形式軸承所消耗的電機功率看,滾動軸承每小時消耗功率為28kw.h,滑履軸承消耗電機功率379kw,為此,滑履軸承比滾動軸承每小時多消耗功率362kw.h的功率,技術改造會有很大的節能降耗潛力。

  二、改造方法

  內容(1):利用滑履軸承的輪帶安裝滾動軸承的內圈、滾動體和保持架,外套圈安裝在主軸承座上,這種改造方法比較簡單,投資略高,軸承規格比較大,運轉平穩。改造、制造時間50天-60天,現場安裝1周-10天。

  內容2、磨機筒體軸向熱脹冷縮的解決:磨機進料端軸承座的下部與水泥基礎地板接觸的部位采用滾針組件,當筒體的伸長或縮短時,軸承組件隨著筒體的軸向移動,使軸承不受較大的軸向力的破壞,特別是磨機停止運轉時筒體溫度下降,筒體長度縮短時,軸承不會受到軸向力的損壞。磨機開始運轉后筒體溫度升高,筒體軸向伸長時,軸承座都會自由移動。參看照片:

  內容3、軸承潤滑,軸承座下部為三個室,其中軸向兩側是油室,將滾動軸承的下排滾動體沁泡,滾動體回轉時將稀油帶到軸承的圓周全部,實現良好潤滑。由于軸承是滾動摩擦,對潤滑油油質的損壞非常輕微。不需要經常更換潤滑油,半年一次,300kg即可。不象滑履軸承的面接觸使潤滑油在高壓下產生裂變系數較大。更換潤滑油次數頻繁,用油量大。滾動軸承的軸承座在外部有潤滑油的油位標志,操作工或工作人員都可以觀察到軸承的潤滑油情況,發現缺油立即添加即可。

  內容4、軸承的冷卻:滾動軸承在正常負荷的情況下,不產生摩擦熱,需要考慮的是物料和磨機筒體的傳導熱,滾動軸承的下部三個室中的中間一個室是冷卻水室,通入常溫水即可,水室會冷卻兩側的潤滑油,使潤滑油保持在常溫狀態,潤滑油再冷卻軸承,使軸承經常保持在常溫下運行。

  內容5、軸承的安裝,軸承的內套圈需要安裝在磨機筒體的滑環上,為了安裝方便,軸承與滑環之間有安裝調整夾套,將滑環與軸承的內套圈漲緊。達到安裝維修方便,軸承的保持架安裝在軸承的內套圈的外面,滾動體安裝在保持架上。軸承的外套圈是180度的。放在軸承座的下座上。

  內容6、滾動軸承的使用壽命在8年以上,如果有2%的軸承出現個別的滾動體、外套圈、保持架、或內套圈的損壞時,可以在停產2天之內更換一種部件,不需要更換整套軸承,達到降低維修成本,減少維修時間的目的。經過我公司10幾年的實踐經驗總結,由于磨機軸承的轉數較低,滾動軸承的磨損量很小,在5年之內更換配件時,不用考慮各部件的磨損量不一致的問題。

  三、磨機改用LMGU滾動軸承的特點:

 ?。?)降低工作電流。選擇合理的滾動軸承應用于磨機上,其轉動時產生的摩擦系數只為0.0025,是滑動軸承的1/16?;妮S承消耗電動機功率近12%。通過計算和使用實例,磨機轉動時滾動軸承消耗的電機功率只占配套電機功率的0.5-0.7%左右,這樣就會降低正常工作電耗,實現節省電費支出、降低生產成本、提高企業經濟效益的目標。

  (2)降低啟動電流。由于滑動軸承的摩擦阻力大,在啟動時軸與軸承之間相摩擦以加速度原理達到固定轉數時為止,電動機要克服很大的摩擦阻力矩,一般啟動電流是工作電流的5~6倍之多。采用滾動軸承之后,啟動電流只是工作電流的2倍左右,老式磨機正常工作時的電機富余功率較大的原因就是因為滑動軸承的原因。主軸承改用滾動軸承之后,可以減小配套電機功率或增加磨機研磨體裝入量,既提高了電機效率,減小了無用功,又可提高臺時產量。

  (3)節省大量的潤滑油:由于滑履軸承的潤滑是采用高低壓供油,一般是在磨機啟動前和停磨時用高壓系統,在正常運轉時由低壓系統供油。低壓系統管路設計成三路,其中兩路分別通到兩個滑瓦前的油盤里,冷卻滑環和供油動軸承潤滑;另一路通到滑履罩上方的淋油管,對滑環上部進行冷卻降溫,消耗大量潤滑油。經過滾動軸承節能改造后,可以取消稀油潤滑站,油池潤滑,軸承滾動體在下部油池內經過后,就會帶上潤滑油,既能滿足潤滑要求。半年更換一次潤滑油,更換一次只需200kg即可。如果采用托輥軸承方式,托圈與托輥之間采用低壓系統供油,當筒體溫度傳導至托輥時,在潤滑油的作用下,減少摩擦功耗,降低了摩擦而發熱,同時潤滑油經過摩擦處時,能將其中的熱量帶走,在稀油站冷卻水的作用下,把溫度降下來,保證了良好的設備運轉率。需要很少量的循環油即可??晒澥櫥?0%。

  (4)增加研磨體裝載量,提高磨機產量;由于磨機的工作電流下降15%左右,因此可以增加研磨體的裝載量10%以上,研磨體的增加必然達到提高磨機臺時產量的效果。臺時產量增高15%左右,生產成本就會下降,噸水泥的利潤率就會提高。??????

  (5)年末檢修、清洗軸承非常方便。因為軸承的滾動體和保持架上半圈全部外露,廢油和雜物都容易清洗干凈。而國標軸承,整體外套圈移動量小,滾動體和保持架不能全部外露,因此不可能將全部的廢油和雜物清洗干凈,會影響以后作用。

  (6)滾動軸承可以更換部件:LMGU滾動軸承由內圈、外圈、保持架和滾動體四大部件組成,可以隨時更換每個部件,避免了老式軸承每壞一個部件,就要更換整套軸承的缺點。為了使這種軸承向系列化、標準化方向發展,我公司承擔了中華人民共和國建材行業標準《水泥工業用軸瓦(軸承)》的起草工作,通過了行業內專家的審議,經中華人民共和國國家發展和改革委員會批準于2006年12月1日開始頒布實施。?????

  (7)減少維修量,提高運轉率?;瑒虞S承使用年限一般為1~3年,磨機主軸也會磨損,如果保養不好,有些廠家幾個月就得換一副軸承?;瑒虞S承正常工作時不允許出現缺少潤滑油、冷卻水或軸承溫升過高的現象發生。一旦發生就要停機檢修,因此普遍存在運轉率低的現象。采用滾動軸承之后只要及時加注少量的干油,就能正常運轉,不需要專門看護磨機,且滾動軸承的實際使用年限在8~12年,用戶可放心使用。這會減小部分維修量和停機現象,提高了設備運轉率。

  (8)節約冷卻水。采用滾動軸承之后,濕式磨和水泥原料磨可省去軸承循環冷卻水裝置,不影響軸承使用年限;滾動軸承座采用干油潤滑之后,沒有油漬污染現象發生。

  用戶實例:

  云南新平縣魯奎山水泥公司2011年,φ3.8×14m磨機采用滾動軸承,電機功率為2500kw,研磨體裝載量達到198t。普通滑履軸承磨機研磨體裝載量是178t,多裝研磨體25t。磨機額定工作電流是172A,在研磨體178t的時候工作電流是150A的電流。節電效果是非常明顯的。

  河北省唐山市燈塔水泥,2012安裝滾動軸承磨機,規格為4m×13m。磨機電機功率為3150kw,研磨體裝載量達到215噸,比滑履磨機研磨體裝載量195噸多裝20噸,磨機配套1612輥壓機,電機功率1800kw,粉磨主機設備裝機容量為4950kw。粉磨礦渣42.5級水泥臺時產量190t。成品比表面積>400㎡/㎏,噸水泥電耗28kw.h/t。是國內低水平的粉磨電耗。該用戶的10000V工作壓不能保證,基本是在9000V的電壓運行,如果供電電壓能夠保證10000V的情況下,那么運行情況會好。


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