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专用滚动轴承节能球磨机的研发

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

摘要：分析了球磨机采用滑动轴承存在摩擦阻力大的弊端。使用滚动轴承代替滑动轴承降低了磨机能耗，解决了大负荷下的轴承寿命、轴承密封等问题，磨机配用电动机功率可减少17～23％关键字：球磨机；滚动轴承；滑动轴承；密封；节能Abstract: Various shortcomings existed for adoption of slide bearing in the ball mill was analyzed. The use of the roller bearing as the substitute of slide bearing reduced the energy consumption and solved the problems such as short service life, the axial move of the shell and the leakage of the bearing. The motor power capacity of the ball mill required could be reduced by 17%~23%.Key words; ball mill ; roller bearing; slide bearing; sealing; energy saving. 一、概述球磨机广泛应用于冶金、建材、矿山、电力等行业，其优点是坚固、破碎比大、物料适应性强。但球磨机能耗大，能量有效利用率仅有2％，且传统球磨机维护繁杂，费工费时。传统球磨机采用滑动轴瓦，摩擦阻力大，摩擦功耗约占球磨机常规配用电动机功率的17～23％，是传统球磨机能耗搞的重要因素；如果改用滚动轴承代替轴瓦，主轴承的摩擦功耗能降低90％，从而达到节能目的。70年代以来，国内业界一直探讨滚动轴承式球磨机，但由于轴承的制造、寿命及轴承密封等一些难题没有突破，致使此项技术无法广泛推广应用。我公司有关专家在总结别人经验的基础上，通过20几年的理论研究和实际探索，不断改进，在建材和冶金矿山行业取得了成功。在建材行业已应用磨机的规格是φ1.83×7 m、φ2.4×8 m，φ3×11 m等，在冶金矿山行业曾使用过的磨机规格为MQ1530、MQ2721、MQ2736等。最早的节能磨机是1987年生产的，现在仍正常运行。该技术已取得三项国家专利：一种可调节的节能球磨机ZL01230661.4；一种用于轴承的密封脂 ZL01115377.6； 一种组合式轴衬套 ZL02232309.3。 二、滚动轴承和滑动轴承擦力矩比较1、滚动轴承的摩擦力矩：摩擦力矩是滚动轴承的一项综合的实用性能，它的产生是多种因素综合使用的结果，其中有滚动摩擦，也有滑动摩擦；有固体间摩擦，也有润滑剂的粘性阻力。瑞典SKF公司plam gren（帕姆格林）通过大量的摩擦力矩测量结果，提出基于经验数据的滚动轴承的摩擦力矩计算方法如下： M＝M0＋M1 （N.m）M：摩擦力矩（N .m）M0：与负荷无关的摩擦力矩（主要与轴承类型、润滑剂的粘度和数量、轴承转速有关，N.m）。其中：f0：与轴承类型和润滑有关的系数； n：轴承转速（r/min）； v：在轴承工作温度下润滑剂的运动粘度（mm2/s） M1：主要是弹性滞效和接触表面差动滑动的摩擦损耗。 M1＝f1p1Dm其中：f1：与轴承类型和负荷有关的系数； P1：计算轴承摩擦力矩时轴承负荷（N） Dm：轴承品军直径（m） Dm＝0.5（d＋D）； d、D：分别为轴承内外滚道直径。节能磨机设计中采用双列调心球面滚子轴承，由有关资料查得f0＝6，f1＝5×10－4，则： M0＝160×10－7×10Dm＝9.6×10－5D3m（N?m） M1＝5×10－4×P1×104×Dm＝5P1Dm（Nm）所以：M＝M0＋M1 ＝9.6×10－5D3m＋5P1Dm（N.m）2、滑动轴承摩擦力矩普通球磨机运转中，轴颈与轴瓦得接触面积最少达75％，摩擦力矩达，消耗能量大。根据力学与摩擦学分析，得出：P1：轴承所受负荷（N）；D：中空轴直径（m）μ：摩擦系数。中空轴与轴瓦间得润滑，属于混合润滑。其间既有粘附、魔粒摩擦，也有疲劳摩擦。上市边形得： ＝2.55×102P1D （N.m）3、滚动轴承与滑动轴承摩擦力矩比：因为D=Dm ，所以 当球磨机直径1.5米＜φ＜4.5米时，中空轴直径D＜2m，轴承负荷P1＞10t，即：P1＞10，D2＜10。上式前项 （舍去）上式后项 由理论分析已知，用滚动轴承代替滑动轴承后，磨机的摩擦力矩式普通磨机的2％。但考虑到制造、安装、润滑等多种实际工况，取 .也即，主轴承使用滚动轴承后，摩擦功耗比用滑动轴瓦降低90％4、滑动支承磨机摩擦功耗：由前已知摩擦力矩T＝2.55×102P1D（N.m），中空轴轴颈与轴瓦的摩擦功耗为

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