濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線(xiàn)運動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導企業(yè)---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專(zhuān)營(yíng)舍弗勒集團旗下兩大品牌德國INA軸承和德國FAG軸承，是一家順應經(jīng)濟發(fā)展需要而誕生的專(zhuān)業(yè)化新型高端軸承公司。多年來(lái)一直從事軸承的銷(xiāo)售和售后技術(shù)支持，在機械行業(yè)技術(shù)方面有著(zhù)非常豐富的經(jīng)驗，今天濟南鴻慷機電進(jìn)口軸承專(zhuān)家為大家介紹一下水泥廠(chǎng)立磨磨輥軸承的應用性能分析。

  概述

  改革開(kāi)放30多年來(lái)，中國經(jīng)濟一直保持高速增長(cháng)，大量鐵路、公路等交通設施的建設，以及大規模的城市化進(jìn)程，房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了我國水泥行業(yè)的長(cháng)期繁榮。據統計，自1985年以來(lái)，我國的水泥產(chǎn)量就一直名列世界第一，是世界上水泥行業(yè)發(fā)展速度最快的國家之一。水泥行業(yè)作為基礎產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟建設當中起到舉足輕重的作用。

  立磨是現代水泥生產(chǎn)線(xiàn)粉磨系統的核心設備，具有能耗低、粉磨效率高、烘干能力強、系統流程簡(jiǎn)單、產(chǎn)能大等優(yōu)點(diǎn)。其中磨輥又是立磨至關(guān)重要的研磨部件，是其核心部分；而磨輥軸承又是磨輥的關(guān)鍵零件，是磨輥的心臟。因此，磨輥軸承是否正確選用、正確裝配，會(huì )直接影響到立磨的運轉性能，影響磨輥軸承的使用壽命，甚至關(guān)系到整條水泥生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率。

  1、如何正確優(yōu)化軸承安裝游隙

  在現代化水泥生產(chǎn)線(xiàn)的生料磨及水泥磨的磨輥中，目前市場(chǎng)上主流的設計是錐形磨輥設計。在這種設計中，絕大多數立磨制造廠(chǎng)商都采用雙列圓錐滾子軸承(或兩個(gè)單列圓錐滾子軸承成對安裝)和圓柱滾子軸承的組合配置方式。其中，圓錐滾子軸承作為固定端，承受來(lái)自輥套的軸向工作推力及徑向工作壓力；圓柱滾子軸承作為浮動(dòng)端，只承受徑向工作壓力，不承受任何軸向工作推力。磨輥正常工作時(shí)，軸向的工作推力往往使雙列圓錐滾子軸承的兩列滾子受力不均勻。由于立磨腔室內溫度很高，并且工作時(shí)磨輥軸承外圈旋轉，內圈靜止不動(dòng)，因此，軸承外圈工作溫度往往會(huì )比軸承內圈溫度高，導致外圈熱膨脹量比內圈膨脹量大，因此圓錐滾子軸承的工作游隙比安裝游隙往往要大，這就加劇了圓錐軸承雙列滾子的受載不均勻性，甚至全部軸向載荷由一列滾子承受，另一列滾子不承受任何載荷。

  為了使得圓錐滾子軸承的雙列滾子在工作時(shí)都承受合理的載荷，就需要正確調整其安裝游隙，通常需要預緊安裝。軸承的預緊量要合適，預緊量太大會(huì )產(chǎn)生過(guò)大的啟動(dòng)轉矩和工作轉矩，引起溫升過(guò)高，導致過(guò)早的疲勞損傷，甚至于軸承燒傷；而預緊量不足會(huì )導致軸承工作游隙過(guò)大，單列滾子受載，不受載的那列軸承滾子位置容易歪曲偏斜，在轉動(dòng)過(guò)程中會(huì )與軸承保持架產(chǎn)生摩擦、碰撞，在沖擊載荷作用下這種現象尤為明顯，容易引起保持架損壞而導致軸承失效停機。同時(shí)，在沖擊載荷的作用下，工作游隙過(guò)大還會(huì )導致輥套來(lái)回串動(dòng)量大，可能對軸承密封件造成損壞。

  另一方面，在很多磨輥應用中，我們很難通過(guò)預設游隙的圓錐滾子軸承來(lái)達到較好的安裝游隙。導致這種狀況的原因是軸承、軸和軸承座都有一定的加工誤差范圍。這種制造公差范圍的存在，導致了由于軸承過(guò)盈配合引起的游隙減少量的范圍很大，也就是說(shuō)可能的安裝游隙范圍很寬，甚至很有可能最終的安裝游隙落在軸承理想的安裝游隙范圍之外。

  為了說(shuō)明問(wèn)題，我們舉一個(gè)實(shí)際例子，在某型號的立磨中，采用兩個(gè)單列圓錐滾子軸承面對面安裝配對使用。由于軸與軸承內孔的配合，軸承座與軸承外徑的緊配合量的影響，如果采用預設隔圈，由于緊配合導致的軸向游隙減少量會(huì )使安裝后的軸承軸向游隙的范圍上下限之差達到0.3mm。

  對這個(gè)立磨建立分析模型，應用專(zhuān)門(mén)的軸承分析軟件做出的分析可見(jiàn)，圓錐滾子軸承的工作承載區與其安裝游隙的關(guān)系，如圖1所示。

  圖1: 圓錐滾子軸承工作承載區與實(shí)際安裝游隙關(guān)系 

  從圖1我們可以看到，為了使得兩列軸承滾子在工作時(shí)都合理地承受載荷，軸承的理想安裝游隙需要控制在一個(gè)寬度僅為0.1mm毫米左右的區間內(圖1中橙色箭頭區間)。實(shí)際上，采用預設隔圈的軸承，其最終可能的安裝游隙區間范圍寬度為0.3mm(圖1中紅色箭頭區間),，遠大于0.1mm。 換句話(huà)說(shuō)，如果采用預設游隙的軸承，實(shí)際的安裝游隙很可能落在理想的安裝游隙范圍之外，從而降低了軸承的工作性能。

  針對立磨磨輥軸承的這種應用情況，鐵姆肯公司推薦現場(chǎng)配磨隔圈的方法。這種方法可以達到精確控制安裝游隙，優(yōu)化兩列軸承承載區的目的。具體的做法是在裝配現場(chǎng)，我們需要實(shí)測軸的具體尺寸和軸承座內孔的具體尺寸，同時(shí)測量軸承的相關(guān)尺寸。根據這些尺寸，我們的工程師可以幫助客戶(hù)計算出為了達到所推薦的最佳安裝游隙而需要磨掉的隔圈厚度。隔圈配磨好以后，一次性便能完成軸承安裝。

  此外，考慮到用戶(hù)經(jīng)驗，現場(chǎng)工具的局限性，測量軸承的相關(guān)具體尺寸可能不方便、不熟練或不準確，軸承在出廠(chǎng)前，我們就為客戶(hù)測量好相關(guān)尺寸?？蛻?hù)所需要做的只是測量軸和軸承內孔的尺寸，以及根據工程師的推薦值計算隔圈修磨量。實(shí)踐證明，相對于有些廠(chǎng)家推薦的試裝方法，鐵姆肯公司推薦的這種安裝方法為客戶(hù)節省了大量的人力和物力，從而受到我們客戶(hù)的歡迎。

  2、怎樣改善軸承潤滑狀況

  選擇正確適量的潤滑劑，采取正確的潤滑方法對于任何軸承的成功運行都至關(guān)重要，這是因為軸承潤滑劑具有三個(gè)主要功能：分離接觸表面，減少摩擦；散熱；防止腐蝕。

  在立磨磨輥應用中，高溫，沖擊、重載、低速的應用環(huán)境使得軸承的良好潤滑條件很難形成，惡劣的粉塵環(huán)境及沖擊更是惡化了潤滑狀況。實(shí)際應用結果表明，大多數的磨輥軸承損壞都是軸承潤滑不當的結果。針對立磨磨輥軸承這種惡劣的應用工況，在潤滑系統設計的選擇上，采用循環(huán)油潤滑系統相對比較有效，一方面循環(huán)油可以有效帶走軸承工作時(shí)產(chǎn)生的大部分熱量以及外部的熱輻射，另一方面還可以通過(guò)循環(huán)油帶走軸承內部存在的微小雜質(zhì)，凈化軸承工作環(huán)境。

  在潤滑油的型號選擇上，需要根據磨輥的工作溫度和具體工作載荷的大小來(lái)選擇粘度合適的潤滑油。軸承工作時(shí)，采用粘度較高的潤滑油可以形成足夠厚的潤滑油膜，以延長(cháng)軸承的應用壽命。針對上面的磨輥應用案例，我們采用3種不同粘度的潤滑油(ISO VG 150, ISO VG 220, ISO VG 320)做分析，通過(guò)比較其分析壽命，可以說(shuō)明潤滑油粘度對軸承工作壽命的重要影響。如下圖2所示，潤滑油粘度每提升一個(gè)級別，磨輥軸承的系統壽命提高18%左右。由此可見(jiàn)，通過(guò)采用粘度較高的潤滑油來(lái)改善軸承壽命，其效果還是很明顯的。在工作載荷偏大的應用中，采用粘度相對高的潤滑劑對提高軸承性能尤為重要。

  此外，在邊界潤滑條件下，還需要使用具有極壓或抗磨功能的添加劑來(lái)防止接觸表面金屬與金屬間的直接接觸，或者通過(guò)改善磨輥軸承表面粗糙度的方法來(lái)達到改善軸承潤滑的目的。

  圖2:不同粘度的潤滑油對軸承系統壽命影響

  3、 如何選擇密封部件

  密封對立磨軸承的工作壽命也有很大的影響。它必須防止潤滑劑從軸承向外泄漏，同時(shí)必須防止外界污染物進(jìn)入軸承。在顆粒細小的磨粒工作環(huán)境中，大量微小硬質(zhì)顆粒很容易進(jìn)入立磨磨輥軸承內部，惡化軸承工作環(huán)境，降低潤滑效果，甚至在滾道面形成壓痕，引起點(diǎn)蝕甚至滾道面剝落，降低軸承的工作壽命。因此，選擇高可靠性的密封部件，對提高軸承工作壽命至關(guān)重要。另外，設計多重密封并在磨輥內外設計一定的壓力差，可以有效防止外界污染物進(jìn)入軸承內部。 

  4、結束語(yǔ)

  以上從影響立磨磨輥軸承應用性能的幾個(gè)因素作了相關(guān)的闡述，希望通過(guò)這樣的分析，能夠幫助廣大的立磨設計者和用戶(hù)更好的選擇和使用軸承，減少停機時(shí)間，延長(cháng)軸承使用壽命，提高生產(chǎn)效率。

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——責任編輯：濟南鴻慷機電設備公司01銷(xiāo)售顧問(wèn)

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