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水泥工業(yè)擠壓聯(lián)合粉磨工藝中輥壓機重載軸承的潤滑

2008-08-20

前言

  輥壓機是上個世紀八十年代中期在上發(fā)展起來的新型粉碎設備,以輥壓機為主組成的擠壓聯(lián)合粉磨工藝應用于水泥、采礦等行業(yè)在增產、節(jié)能方面效果顯著,順應了節(jié)能、減排的環(huán)保要求。因此,在水泥行業(yè)大力發(fā)展的背景下,輥壓機得到越來越廣泛的應用。 

  采用輥壓機和球磨機組合成一體的粉磨系統(tǒng),其有效性能關鍵在于:設備運行的可靠性,包括其運行故障率和耐磨損性能,設備運行的粉磨效率直接關系到節(jié)能效果。輥壓機的重載軸承處于低速、重載、有沖擊負荷的工況條件,該系統(tǒng)的穩(wěn)定運行與否直接影響設備運行的可靠性,本文從專業(yè)潤滑的角度分析了輥壓機重載軸承的工況特點及其潤滑建議。 

  一、輥壓機工作原理 

  輥壓機是根據(jù)高壓料層粉碎原理,通過一對相向旋轉的輥子(其中一只是固定輥,另一只是活動輥),將液壓力經(jīng)過活動輥作用在進入兩輥間的物料上,把物料壓實粉碎。 

  在輥子的作用下,除了與輥面接觸的物料顆粒受到輥面直接壓力外,物料顆粒之間也產生相互壓力作用,將物料壓實和粉碎。階段中以“擠滿給料”方式給入物料,在輥面的作用下,受到加速,輥子間的間距逐漸減少,物料產生壓實和預粉碎,同時顆粒間重新排列,使顆粒間空隙減少。在第二階段物料進入壓實區(qū),壓實區(qū)從與水平成角度為7º的扇形區(qū)開始,壓力在該區(qū)域達到峰值,顆粒間相互擠壓使全部顆粒受力而粉碎。 

  二、輥壓機重載軸承工況特點及潤滑要求 

  輥壓機重載軸承的摩擦副是軸承的內外圈、滾動體和保持架,其工況條件主要是低速、重載、沖擊載荷和振動。在該工況條件下,摩擦副處于典型的混合摩擦范圍,摩擦副表面會部分接觸,油膜并未將接觸面完全分開,如下圖所示: 

  1、輥壓機軸承工作在嚴酷的工況條件下: 

 

  低速: 10~30 rpm 

  重載: C/P = 2~4 

  載荷種類: 徑向為主, 軸向為輔 

  載荷特點: 沖擊載荷, 振動 

  工作溫度: 50~70 ℃ (有冷卻) 

  軸承壽命要求 > 20,000 工作小時 

  根據(jù)下面的SKF軸承壽命公式,在軸承本身材料不變的情況下,其壽命和工況負荷和在其工況下潤滑劑的提供的黏度有很大關系。 

 

  2、C/P 值 

  C:代表軸承的基本動態(tài)載荷,是軸承本身的一個基本參數(shù). 

  P:代表實際等效動態(tài)載荷,取決于現(xiàn)場負荷. 

  C/P > 30=非常低載荷 

  C/P20 - 30=低載荷 

  C/P8 - 20=中等載荷(從C/P < 10 開始需要極壓添加劑) 

  C/P 4 - 8=高載荷 (如必要,需固體潤滑添加劑) 

  C/P<4=屬于極高載荷,一般輥壓機的C/P = 2~4,載荷極高。

  3、 粘度比例 k = V / V1   

  V1 => 參考粘度 (Z低要求粘度) 

  V => 工作粘度 (潤滑劑的實際粘度) 

  k=>4全液膜潤滑                                 

  > 4 + 清潔+ 中等載荷 => 無疲勞損傷. 

  = 1 可實現(xiàn)軸承目錄上注明的基本壽命 

  < 4 混合摩擦=> 需添加抗磨損添加劑 

  < 0.4 混合摩擦并伴有很大部分的摩擦表面直接接觸 => 必須含有合適的EP添加劑或固體潤滑劑 

  綜上所述,對于低速重載軸承來說,潤滑劑提供的基礎油粘度越高,其承載能力越強,對軸承的保護越好。高粘度的基礎油能形成抗剪切的高彈性緩沖油膜,潤滑油的基礎油粘度是要素,潤滑脂使用的基礎油Z佳粘度在1500~2000mm2/s 左右。同時,潤滑劑需要高效極壓和抗磨損添加劑,以及適量的固體潤滑劑,增強承載性能和抗磨損效果,也在緊急狀況下起到潤滑保護作用。 

  三、輥壓機軸承常見失效分析 

  根據(jù)工作現(xiàn)場數(shù)據(jù)反饋,和潤滑有關的軸承失效高達43%,其中由于材質問題引起的軸承失效低于10%。如右圖所示: 

 

  輥壓機軸承常見失效形式 

  1、由于潤滑劑過早失效而導致鋼制滾動軸承的失效,在這種情況下,圓形滾子軸承上幾乎沒有潤滑膜的殘留物。解決方案 :  選用適合工況的潤滑劑 

  2、潤滑劑基礎油的粘度太低,不能形成足夠厚的保護油膜,在沖擊負載下不能提供良好的磨損保護性能。解決方案 :  提高基礎油粘度 

  3、外周磨損在滾子的推力面留下磨痕。這是由于過多的軸向推力負荷,不充分潤滑或滾子歪斜造成的。軸承中可能會產生過多的內部熱量,導致過早的咬合和/或保持架失效。解決方案:裝配校正,改善潤滑劑的極壓和抗磨性能 。

  4、摩擦腐蝕產生的原因:  軸承配合松動、振動、軸承的蠕動作用,解決方案:使用含有固體潤滑材料的潤滑劑

  

  四、克魯勃在重載軸承領域的產品和服務 

  1、 重載軸承潤滑脂Klüberlub BE 41–1501Klüberlub BE  41-1501是專門為低速大型重載滾動軸承而開發(fā)的,其典型應用是輥壓機重載軸承和回轉破碎機中的滾動軸承(調心軸承)。其特點如下: 

  重載軸承潤滑脂 

  高基礎油粘度(ISO VG 1500 mm2/s) 

  優(yōu)異的抗磨損性能 

  含有固體潤滑劑,以保證緊急情況下的潤滑保護  

  不含鉛和氯,環(huán)境友好Klüberlub BE 41-1501的抗磨特性Klüberlub BE41-1501在FAG-FE-8滾動軸承試驗臺上進行500小時試驗,結果如下: 

 

  平均值  

  FAG/Schweinfurt對“重載潤滑脂的限值:<= 35mg 

  FAG測試結果小結(摘錄) 

  “ 根據(jù)測試結果可作如下結論:Klüberlub BE 41-1501滿足 FAG 對  LG12類潤滑脂的潤滑要求,可用于承受重載和震動的低速滾動軸承(點接觸和線接觸),如輥壓機和破磨設備的重載軸承”。 

  2、 克魯勃為重載軸承潤滑提供專業(yè)軸承分析和現(xiàn)場檢測 

  克魯勃在全球成立有GATE-B  (軸承行業(yè)的全球行動組織),匯集了大批軸承方面的專家,對各類軸承及潤滑問題進行深入透徹的分析并提供解決方案??唆敳谥袊鴧^(qū)擁有自己的軸承專家團隊和技術服務團隊,持續(xù)地向輥壓機客戶提供Z有價值的軸承專業(yè)技術分析以及現(xiàn)場檢測服務。 

  五、重載軸承潤滑脂Klüberlub BE 41 –1501的應用 

  Klüberlub BE 41–1501在全球30多個國家,200多個水泥廠、鋼廠均有成功應用,并且得到KHD、K&ouml;ppern、Krupp Polysius 等OEM的認證和推薦。同時,在國內也有越來越多的OEM和客戶推薦和使用Klüberlub BE 41–1501用于輥壓機重載軸承和立磨磨輥密封的潤滑。

  結論

  大型低速重載滾動軸承潤滑脂Klüberlub BE 41-1501包含固體潤滑材料,其超高黏度(ISO VG 1500mm2/s)  在低速重載工況下提供優(yōu)秀的極壓保護,對環(huán)境友好,并具有良好的經(jīng)濟性。在水泥工業(yè)擠壓聯(lián)合粉磨工藝中,為輥壓機提供安全、長周期、滿負荷的穩(wěn)定運行,進而保證設備運行的粉磨效率和節(jié)能效果。