錘式破碎機軸承發熱解析及處理措施

王艷麗，劉明紅

錘式破碎機軸承發熱解析及處理措施

Analysis and Solutions of Bearing Heating in Hammer Crusher

王艷麗1，劉明紅2

錘式破碎機在水泥廠中主要用來破碎石灰石及與篦冷機配套破碎熟料，其生產中的主要故障之一是軸承發熱。發熱現象有些是在初期磨合期出現，運行一段時間后就正常了；有些則持續較長時間，給生產帶來較大的影響。發熱原因主要有：軸承設計選型不當，設備零部件加工質量不良，安裝不合要求，潤滑劑的選用或填充量不當，使用與維護維修不當造成振動與配合松動，軸承磨損后未及時更換，操作不當造成環境溫度高等。本文對錘式破碎機軸承的發熱原因做了比較詳細的分析，并給出相應的解決措施和注意事項，以利于錘式破碎機的使用和維護。

1 軸承設計選型不當

1.1 軸承選用不當

錘式破碎機屬于重載荷設備，啟動時是重載啟動，運行時載荷較重且有沖擊負荷，所以，滾動軸承選用時特別要注意兩個方面的問題：

（1）軸承的負載選擇。如果選用的軸承額定負荷低，運行中軸承磨損嚴重，會引起軸承發熱及壽命縮短。

（2）軸承游隙的選擇。過小的游隙不利于油膜的形成和消除熱膨脹量，尤其在使用環境溫度較高時，過小的原始徑向游隙將會使軸承在運行中因溫度升高膨脹而間隙變小甚至為零，容易引起軸承發熱。

滾動軸承的游隙分為徑向游隙和軸向游隙。徑向游隙又分為原始游隙、安裝游隙和工作游隙。游隙的選擇要考慮軸承與軸、軸承座的配合、工作溫度、載荷引起的原始游隙的變化。合理的軸承游隙的選擇，應在原始游隙的基礎上，考慮因配合、內外圈溫度差以及載荷等因素所引起的游隙變化，以使工作游隙接近于最佳狀態。

大部分的錘式破碎機采用帶緊定套軸承，內圈帶錐孔，可以在安裝或使用過程中調整游隙，且帶緊定套的圓錐孔調心滾子軸承的徑向游隙比同樣組別的圓柱孔調心滾子軸承的徑向游隙要稍大一些。但是，對于錘式破碎機來說，滾動軸承在重載荷和沖擊負荷的作用下，套圈容易產生變形，致使配合面受力不均勻，引起配合松動。因此，負荷越大，過盈量應選得大些。而由于過盈量的增大，裝配時過盈量引起的徑向游隙減小量也要相應大些。另外，工作時由于溫升又使得游隙進一步減小。所以，對于錘式破碎機等重載荷設備，宜選用比基本組的游隙要大一些的C3組的游隙組。

1.2 軸承與軸或孔的設計配合不當

滾動軸承與軸或孔的配合不當，當軸承工作時，由于摩擦發熱和其他熱源的影響，套圈的溫度會高于相配合零件的溫度，內圈的熱膨脹量會引發它與軸頸配合的松動，而外圈的熱膨脹量會引起它與外殼孔配合的變緊，這都會引起軸承發熱。例如，某PC1010錘式破碎機［1］采用3628雙列向心球面滾子軸承，軸承溫度頻繁升高，致使軸頸發生粘著磨損。其原因是軸承與軸的配合不當，原設計主軸軸頸公差?140k6偏低，工作后溫度升高，軸承內圈與軸頸由過盈配合變為間隙配合，產生相對滑動。

?140軸的公差k6屬于輕載荷情況時選用，即使在正常載荷情況下，也應選用m6公差。而對于錘式破碎機這種重載荷設備，對于直徑為? 140的軸，宜選用?140p6或過盈量稍大一些的?140r6。

當然，以上的軸承是普通的圓柱孔調心滾子軸承，對于錘式破碎機采用較多的帶緊定套的滾動軸承，軸的公差為h9，軸承座孔公差采用H7，軸與軸承的過盈配合是依靠擰緊緊定套來實現的。

2 設備零部件的加工精度達不到要求

在錘式破碎機軸承發熱原因中，設備零部件的加工精度達不到要求，尤其是軸承座的加工精度達不到要求，也是一個重要因素。軸承座孔的加工要保證孔的公差、粗糙度及圓柱度要求。孔公差過小則配合時使軸承游隙過小，過大則配合松動，這兩種情況都會引起軸承發熱。例如，某2022型單段錘式破碎機［2］試車時僅運行1.5～2h，SKF23232CC/C3W 33軸承就迅速升溫到90℃以上，同時軸承座和機架振動明顯。振動大是飛輪不平衡引起，而軸承溫度高則是由于軸承座孔加工精度有問題，一是造成兩軸承座水平誤差過大，二是軸承外圈與軸承座孔變成了過盈配合。軸無法軸向移動，造成單側滾子單邊受力，負荷增大，引起摩擦阻力增大而發熱。

3 安裝質量不良

安裝質量不良主要表現在軸承座不水平、聯軸器不對中及軸承沒有留足熱膨脹量等方面。

（1）安裝不當造成聯軸器不對中、軸承座不水平。聯軸器或分體式軸承座的對中沒有調整好，對中精度差，初始狀態軸承就處于扭曲狀態。例如，某PCF2018型單段錘式破碎機［3］在一次檢修后開機，飛輪側軸承溫度達100℃以上。原因是安裝不當，破碎機轉子軸與電動機軸的同軸度為0.755mm，電動機與破碎軸端面傾斜度為θ＝0.000 725 1，均過大。

聯軸器的找正應按照機械設備安裝工程施工及驗收通用規范（GB50231-2009）的要求，根據聯軸器的直徑大小，確定徑向位移和傾斜度的最大允許值，并按此值來校正。

（2）安裝時自由端軸承沒有留足熱膨脹量，致使此端軸承在工作時不能自由伸展，從而引起軸承承受較大的軸向力發熱甚至燒壞。

錘式破碎機的兩個滾動軸承一般采用一端固定、一端自由的安裝方法，這樣，當工作時溫度升高后，軸熱膨脹后可自由游動不受阻卡。為此，安裝時要注意此熱伸長量的計算和預留，要使軸承端面與軸承座端蓋的軸向間隙大于軸的熱伸長量。如果此預留的間隙值不足，軸受熱膨脹后軸承的端面就會與軸承座端蓋頂死，從而引起軸承發熱甚至燒壞。

4 潤滑不良

潤滑不良包括選用的潤滑劑不當、油脂的填充量或油位不當、油（脂）變質或缺油（脂）。

（1）潤滑劑的選用及潤滑方式不合理

要根據軸承運轉溫度、速度指數、載荷特征、潤滑方式等因素選用滾動軸承潤滑劑，潤滑劑選用不當，黏度過低或過高，難以形成油膜，會使軸承運行中產生的熱量無法帶走，引起軸承發熱。

（2）加油（脂）的量不當

加油（脂）過少或過多，會因缺油或油過多攪動大，引起發熱。

（3）未能按時換油、潤滑油變質及潤滑油中含有鐵屑等雜質，導致潤滑狀況惡化。

（4）因軸承座漏油等原因造成軸承缺油發熱并失效。

由于錘式破碎機屬于重載荷設備，對于潤滑劑的選用，存在著一些誤區，有一味追求高粘度的傾向。例如，某TLPC20.22A型單段錘式破碎機［4］，轉子軸承為SKF24168CABCK30/W33+ AOH24168H，規格為?320mm×? 580mm×243mm，軸承采用油浴潤滑。該軸承溫度過高的原因之一就是潤滑不良。油的粘度選用過大，原用N120潤滑油，換用N220中負荷極壓齒輪油，溫度升高，又換用更高黏度的N320，溫度升得更高。黏度大，不僅會增大潤滑油中分子之間的內部摩擦，而且也會增大與金屬之間的摩擦，從而生熱過多。并且油量過多，油量在油標上的高度為170mm，攪動生熱。最后改用黏度低的N68極壓齒輪油。

水泥行業錘式破碎機潤滑劑的選用，對于采用稀油集中潤滑或浸油潤滑的，潤滑油宜選用L-HM68抗磨液壓油（GB11118.1-2011）；對于油杯加油潤滑的，可采用2號極壓鋰基脂（GB/T7323-2008）。對于篦冷機配用的錘式破碎機，當采用潤滑脂集中潤滑時，潤滑脂可選用1號極壓鋰基脂（GB/T7323-2008）；對于油杯加油潤滑，可采用2號極壓鋰基脂（GB/ T7323-2008）。

至于填充量或油位的選擇，對于浸油潤滑，油位宜在油標上下紅線的中間位置，且滾動軸承的油面高度不允許超過最下面滾子的中心；對于稀油集中供油，要注意供油壓力；對于潤滑脂潤滑的，填脂量宜為軸承座內腔容積的1/3～1/2。

5 振動因素

錘式破碎機的振動對軸承的磨損及溫升也有影響。振動源有轉子的不平衡、安裝不對正、軸承座聯接螺栓松動及電動機傳過來的振動等。特別是轉子的不平衡因素比較突出，由于轉子質量大，圓周速度高，失去平衡后會產生較大的離心力，使破碎機產生強烈振動，從而會加速軸承的磨損，引起軸承的發熱。

錘式破碎機國家標準規定錘式破碎機軸承座的振動振幅≤0.2mm，振動超標時要進行處理。

6 軸承的磨損及配合失效

軸承的磨損是軸承使用中最主要的故障，持續的磨損會使軸承的內圈、外圈、滾動體、保持架等發生尺寸變化，甚至產生麻點或剝落等，軸承配合間隙增大，運轉元件的表面粗糙度增加，會降低軸承運轉精度，因而也會降低機器的運行精度，從而引起軸承的溫度升高、振動增加、噪聲增大，嚴重時就會導致發熱、振動加劇、軸承燒毀甚至引起軸的彎曲。

另外，軸承在運轉過程中，會出現配合松動等失效，也會引起軸承發熱。例如，某?1 000mm×2 100mm篦冷機錘式破碎機［5］253528帶緊定套軸承溫度偏高，采用二硫化鉬填充潤滑。在運轉初期，軸承溫度一直偏高。原因是軸承上的止退墊卡爪損壞，螺母松動，從而造成軸承內圈與軸頸的配合松動，相互滑動而發熱。

7 V型帶拉緊力過大

當錘式破碎機采用V帶傳動時，如果V帶的拉緊力過大，也會引起軸承發熱及V帶與軸承的加速磨損。

8 檢修方法不當

在錘式破碎機帶緊定套的軸承使用中，由于檢修方法不當造成軸承配合過緊或一邊緊一邊松的情況，也會引起軸承發熱及軸承的磨損。帶緊定套的軸承的特點是軸承的游隙可以通過緊定套來調節，但調節不當會造成緊定套的破裂或配合的松動。例如，某篦冷機錘式破碎機［6］軸承為22338K+H2338，在軸承發熱及竄軸時，處理措施不當，只是采用緊固非傳動端緊定套的辦法來處理竄軸和緊固軸承的配合。竄軸說明兩個軸承與軸的配合都存在松動情況，只緊固一個軸承，雖然暫時解決了竄軸問題，但另一個軸承的配合仍是松動的，這會造成松動處的軸承磨損和發熱，同時會使緊固處的軸承承受全部的軸向力，因此也變得容易松動。所以，實際結果反而是軸承發熱和竄軸逐漸頻繁。正確的方法是同時緊固兩個軸承的緊定套。

關于帶緊定套的軸承的緊固，一般是通過測量軸承徑向游隙的減小量來判斷的，因為緊固時形成過盈配合后，軸承徑向游隙會在原始游隙的基礎上減小，而預留的徑向游隙量，則要考慮軸承工作時的內外圈溫度差的影響。

9 環境溫度過高

篦冷機配套的錘式破碎機，工藝操作正常的情況下，熟料的溫度為環境溫度+65℃，但當操作不正常時，熟料的溫度較高，環境溫度高也會使軸承的溫度升高，因此，需要重視破碎機對工作環境的要求。例如，某5 000t/d線的篦冷機錘式破碎機［7］，在一次檢修后開機，由于篦冷機內高溫風未及時排出和熟料溫度較高（平均達200℃），使破碎機軸承溫度很快升高。

10 結語

錘式破碎機滾動軸承的發熱問題，原因較多，在處理軸承發熱問題時，要從設計、加工、安裝、潤滑、使用、維護及維修等方面進行全面分析考慮，找出主要原因，并采取相應的措施進行處理。對于環溫度高的篦冷機錘式破碎機，要充分發揮軸上所帶的冷風葉的作用，加強冷卻作用；對于未帶冷風葉的一般錘式破碎機，在軸承發熱且一時找不出原因時，可采用臨時的辦法來降低軸承的溫度，如采用在飛輪上焊接冷卻風葉葉片［8］等辦法來降低軸承的溫度。

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［4］江旭昌.單段錘式破碎機轉子軸承溫度過高的處理［J］.水泥，1996（1）：32-36.

［5］張宏偉.我公司篦冷機破碎機故障的處理［J］.新世紀水泥導報，2006（2）：50.

［6］劉琳，劉明紅.篦冷機破碎機竄軸原因淺析［J］.四川水泥，2012（1）：114-117.

［7］姜超.篦冷機破碎機軸承溫度高的原因分析［J］.水泥，2011（5）：61-62.

［8］琚宏昌.降低單段錘式破碎機的軸承溫度［J］.水泥技術，2003（4）：50-52.■

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2015-03-09；編輯：趙蓮