球磨机主轴瓦毕业论文.doc

摘 要 不论是在水泥生产、选矿生产还是煤矿加工中，做好生产设备球磨机的相关保 护是十分必要的，特别是在实际生产开始前以及生产过程中，做好的对球磨机主轴承 的润滑保护是至关重要的。对主轴承的保护好坏将直接影响整个球磨设备的工作状态 和设备的使用寿命，这不是一个小问题。我们必须谨慎对待。本课题是球磨机主轴瓦 的改进工艺的分析与设计进行探讨，通过研读参考文献，根据机械原理设计知识，利 用 autoCAD 绘图软件制作主轴承原理图，并通过文字形式阐述其具体的原理及其数据。 具体提出了主轴承的改进设计方案。 关键词：球磨机 主轴瓦 改进 设计 目录目录 引言 .1 1 球磨机工作特点1 2 球磨机主轴瓦故障分析2 2.1 主轴瓦的作用.2 2.2 主轴瓦润滑原理.2 2.3 主轴瓦过热原因分析.3 2.4 主轴瓦质量问题 4 2.4.1 材料质量4 2.4.2 浇注制造质量5 3 改进解决方案.5 3.1设置储油槽改变润滑5 3.2对主轴承凸球面与轴承座凹球面的接触进行改进6 3.3减小接触包角及放大楔形间隙7 结论.8 致谢词.9 引言引言 球磨机是建材、选矿、化工等重工业中最广泛采用的粉磨机械。运用在大规模的粉磨 场合。在水泥生产中，经过粉碎的原料、熟料、煤及其他混合材料都要在球磨机中进行粉 磨。 球磨机是生产水泥的重要主机设备。但是在使用过程中，主轴瓦过热问题时常影响着 生产，尤其出现在采用球磨机粉磨熟料生产成品水泥中，主轴瓦过热，严重的甚至烧瓦， 造成停机降温，甚至停产抢修。这个问题的出现，不同程度地影响设备运转率，影响生产 的正常进行，给企业造成一定的经济损失。 因此，对球磨机进行实时故障检测，对保障安全生产、提高生产效率都有着重大的实 际意义。 1.1.球磨机主轴承的工作特点球磨机主轴承的工作特点 球磨机主轴承的工作特点是载荷大、线速度大，且受冲击和振动;轴瓦和中空轴的尺 寸也大，其形状、尺寸精度和表面光洁度的进一步提高受制造加工等条件的限制。 2.2.球磨机主轴瓦故障分析球磨机主轴瓦故障分析 2 21 1 主轴瓦作用主轴瓦作用 球磨机是一个水平装在两个主轴上的低速回转筒体，回转部分的重量全部由主轴承负 担，而主轴承由主轴瓦、轴承座和润滑系统组成。主轴瓦是主轴承最重要的零件，它呈球 面形，装在轴承底座的凹球面上，瓦面多用铅基轴承合金制成。这种主轴瓦具有较好的强 度、塑性、聚合性、减摩性、耐磨性、润滑性、传热性，而且更换简单、方便。能够满足 主轴承良好润滑要求，适应球磨机低速、重载的工作环境。 2 22 2主轴瓦润滑原理主轴瓦润滑原理 主轴瓦的润滑有油圈带油式和油泵供油式等几种形式，目前常用的是油圈带油式。油 圈随球磨机中空轴一起运转带油，由刮油体将油圈带来的油刮到布油器上，再由布油器将 油均匀地撒到中空轴上，在中空轴和主轴瓦接触的表面之间形成一层油膜，把摩擦表面隔 开，获得液体动压润滑，从而减小中空轴与主轴瓦之间的磨损，保证球磨机正常运转。 2 23 3 主轴瓦过热原因分析主轴瓦过热原因分析 主轴瓦过热根本原因在于主轴承内有大量热量，不能及时散发出去，积存下来导致温 度不断升高，主轴瓦过热，当温度进一步升高，主轴瓦表面的巴氏合金将熔化，造成烧瓦， 导致球磨机无法正常运转。因此，这类问题在生产中要高度重视，我们可以从以下几个方 面来分析主轴瓦过热原因。 2.3.1主轴瓦刮研不良，中空轴与主轴瓦接触达不到规定要求，造成主轴瓦过度磨损， 产生大量热量，导致主轴瓦过热，甚至烧瓦。 2.3.2润滑油种类选择不当，油质不好，损坏中空轴与主轴瓦，油粘度小，难以形成润 滑油膜。 2.3.3润滑系统有问题，如油圈带油不好，刮油体、布油器安装不正确，没有油过滤器， 管道不畅通等。 2.3.4球磨机工的责任心不强，没有随时掌握油位、油质，不能及时加油，不能及时更 换润滑油造成缺油、油质差。主轴瓦得不到良好的润滑，导致主轴瓦过热。 2.3.5中空轴与螺旋筒隔热不好，筒体内热量直接传递给主轴瓦。 2.3.6长时间喂入过热物料，主要是出窑熟料散热不充分，导致入磨物料温度过高，直 接反映在主轴瓦上温度偏高，这在夏天6-8月表现更明显。 2.3.7球磨机通风不良，磨内热量难以排出，以至直接传到主轴瓦上。 2.3.8外部冷却不充分，球磨机采用水冷却,循环水一方面冷却主轴瓦，一方面冷却磨 机筒体表面，冷却水停止或冷却水不足会造成冷却不充分，主轴瓦过热。 2.3.9主轴承有裂缝，轴承内冷却水穿过裂缝渗到瓦面，破坏了良好的润滑，导致主轴 瓦过热。 通过上面分析，我们可以看到，球磨机的各种故障最终都引起主轴瓦的温度升高，造 成主轴瓦过热甚至烧瓦。因此我们可以通过实时检测主轴瓦的温度，发现球磨机的故障。 当主轴瓦温度异常时，给出报警信号，及时地进行检测，避免烧瓦等严重事故，保障了设 备的安全运行。 2.2.4 4 主轴瓦质量问题主轴瓦质量问题 主轴瓦质量的好坏直接影响磨机的工作性能和主轴瓦的工作寿命， ， 2.4.12.4.1材质质量 首先是材质问题在采购时把好材质关 巴氏合金有锡基巴氏合金、铅基巴氏合金 等 。锡基巴氏合余足以锡为基，加入锑、铜等元素组成的合金，足种软基体硬质点类型 轴承合金这类合金具有适巾的硬度小的摩擦系数较好的塑性及韧性，优良的导热性 和而、J 蚀性适用于大型机器的高速轴瓦 而铅基巴氏合金是以铅、锑为基，加入锡、 铜等元素绀成的轴承合金，其硬度、强度、韧性均比锡基轴承合金低，且摩擦系数较大， 但价格便宜：。一般仅适用于中低载荷的轴承 11人 l 此在选购主轴瓦时一定要用锡基 巴氏合金，否则轴瓦易磨损T 作寿命降低。同时也要注意一些黑心供应商以次充好鱼 日混珠的问题。 ，另外，u 一段时问曾推广的尼龙轴瓦椐笔者了解效果也不太理想。 2.4.22.4.2浇铸制造质量 巴氏合金层的浇铸质量及铸铁基体的铸造质量对轴瓦的磨损也有影响， 如合金层浇铸 有缺陷、存在微细裂纹或有脱壳隐患、表面粗糙、内有气孔等，投入运行后自然磨损会力 IJ 快，或由于震动、合金疲劳等原因 使巴氏合金层断裂、脱壳等。另外，由于轴瓦铸铁 基体内有多条冷却水道如果在铸造过程中铸件产牛气孔、火渣、微裂纹等，可能导致冷 却水从这些地方流人轴承胚油池再被 带到轴瓦：作面，使巴氏合金润滑不足发热而损 毁中空轴也容易被锈蚀，更严重的会在交变载倚的作用下铸件裂纹扩散使轴瓦整体断裂。 3 3 解决方案解决方案 3.13.1设置储油槽改变润滑 为了使更多的润滑油进入主轴和轴瓦间，适当缩短了磨机主轴承淋油管长度，使润滑油基本上淋在 中空轴轴颈的中部。同时设计了一个简单的储油槽，利用轴瓦端面原有的螺纹孔安装于主轴瓦的转入面 （见图1） ，储油槽两端的耐油橡胶板与中空轴共同形成储油腔，使淋入的润滑油充满油腔后，再从油腔 中溢出。 储油槽安装于水泥磨的磨头、磨尾两主轴承后，不仅可以调小淋油量，同时，由于储油腔保持了一 定油位，使中空轴轴颈与轴瓦接触的那部分始终同润滑油保持均匀接触，从而增强了中空轴的“泵”油 作用，更加有利于润滑油膜的形成。 3.23.2对主轴承凸球面与轴承座凹球面的接触进行改进对主轴承凸球面与轴承座凹球面的接触进行改进 对主轴承凸球面与轴承座凹球面的接触进行改进，将球面周向接触角定为45度，刮研 好后在接触面上涂上二硫化钼润滑脂，保证了球瓦转动的灵活性。 3.33.3减小接触包角及放大楔形间隙减小接触包角及放大楔形间隙 主轴瓦与中空轴颈问的润滑不当也是主轴瓦损毁的原因之一。 尽管设计要求为不刮瓦，但厂家制造出的轴瓦表面粗糙度远未大于1.25微米的设计要 求，而且瓦面缺陷较多，因此在安装之前，必须先进行刮研。由于中空轴与轴瓦之间的接 触角太大，容易导致烧瓦，于是将轴瓦与中空轴的接触角由传统的百分之七十以上减少百 分之六十，如图2所示。同时对轴瓦与空轴之间的楔形间隙适量放大，具体数据见表1表中 14为图中3中4个部位，深度为塞尺插入深度。这里仅以一块轴瓦为例，其他3块与中空轴 间的楔形间隙基本一样。 图 1 轴瓦 中空轴 实际接 触带 结论 磨机主轴承一般不能保证完全液体润滑，而处于边界润滑状态.良好的边界润滑(取决于边界 膜的性能和强度)能够明显降低摩擦系数，减少轴瓦的磨损。所以，首先要根据温度、中空 图 2 图 3 轴轴颈运转的线速度以及主轴承所承受的载荷等因素选好润滑油品种。其次，由于磨机出 料端主轴承的工作温度比进料端高，所承受载荷也较大，所以可考虑在出料端主轴承选用 粘度较大的润滑油。在主轴承润滑油中还应加入硬脂酸类极性添加剂来提高边界膜的强度， 以防边界膜破裂。 建立健全球磨机工巡查制度。 磨机工要定时检查磨机主轴承的油温、油质和油量，特别当主轴承温度不太正常时，应增 加巡查频率，一旦发现异常应及时上报。在生产实践中，有两种情况最易麻痹磨机工而引 起烧瓦的重大事故：一是由于主轴承上盖固定刮油器的螺栓松动而导致刮油器与固定带油 环脱位，使润滑油刮不下，并通过淋油槽淋在中空轴轴颈上，造成轴瓦缺油而烧瓦；二是 由于灰尘等杂质堵塞主轴承底座回油油路，固定带油环不能从底座油腔中搅上润滑油，也 会导致因缺油而烧瓦。 根据润滑油的正常使用期，定时、适量地添加或更换润滑油，并做好润滑油的保 管和废油再生利用工作。球磨机的轴承在故障情况下，引起温度升高而烧坏，从而造成直 接和间接的巨大经济损失。 致 谢 我本次的毕业设计，得到了贾中印老师的亲切关怀和精心指导，使得本设计得以顺利 完成，其中无不饱含着老师的汗水和心血。首先要感谢的是我的指导老师贾中印老师，在 整个过程中他给了我很大的帮助。他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的 榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。老师渊博的专业知识，严 谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高 风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我掌握了基本的研究方法， 还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。同时感谢所有任课老师三年来对我的培养。 是你们在我有困难的时候帮我们解决困难。老师们给予的教诲，不仅让我学到了书本的基 础知识，更重要的是让我学会了如何做一名优秀的大学生，如果没有你们的辛勤