選礦廠球磨機動壓和靜壓軸承應用分析

張天祥

（太鋼礦業分公司峨口鐵礦，山西忻州 034207）

0 引言

峨口鐵礦是20世紀70年代投產的老礦山，初期精礦產量維持在1 000 000 t以下。球磨機是峨口鐵礦選礦廠的主體設備，主要承擔破碎工序后的磨礦作業。目前在用的球磨機形成3個系列三段磨礦生產模式，原礦處理能力達到950 t/h。2000年以后，為提高產品的產、質量，滿足日益競爭激烈的市場要求，陸續進行了擴能改造和工藝改造。因此在用的球磨機型號、規格不一，主要有 Ф5.03×6.4 m，Ф4.27×6.1 m，Ф3.6×4.5 m，Ф3.2×4.5 m 等，兼有動壓軸承和靜壓軸承2種形式。經過多年不斷的研究與探討，選礦廠對球磨機動壓軸承、靜壓軸承的使用、維護和檢修技術相對成熟，并摸索、總結出很多實用的現場經驗，近十年來從未發生過球磨機軸瓦燒損的現象，計劃內的軸瓦更換都能一次成功。

1 球磨機動壓軸承應用分析

動壓軸承工作原理：潤滑油從空心軸上部給入，當空心軸以一定的轉速相對于軸瓦做旋轉運動時，潤滑油被帶入空心軸與軸瓦的間隙，從而形成壓力油膜，實現油液潤滑。

1.1 優勢

（1）油站結構簡單。油站液壓元件少，只有齒輪油泵、單向閥及過濾、冷卻系統，調壓由手動閥門控制，系統1用1備，結構簡單可靠成本低。易分析判斷異常情況，日常維護工作量小，一般就是按周期更換傳動銷子，清洗單向閥、濾網即可。

（2）系統運行壓力低。動壓供油系統運行壓力較低，軸瓦供油點維持在（0.08～0.1）MPa，油泵出口壓力在（0.25～0.3）MPa左右即可。現場判斷潤滑是否良好的標準簡單，即只要空心軸表面軸向位置都能淋上油就可以了。由于運行壓力較低，潤滑元件故障少，易滿足遠距離供油。

（3）1個油站給多機臺供油。1個油站可以滿足（2～3）臺球磨機的軸瓦潤滑。現場只要從油站出口總管分支到各機臺即可，各分支管路分別用閥門控制，滿足單臺球磨機停車時管路維護要求。

（4）短期內能適應潤滑油質的變化。動壓軸承對油液質量要求相對較低，由于運行壓力較低，供油方式不同于靜壓軸承，潤滑油輕微的進水、進礦都暫不影響繼續使用，能適應油液變化。

1.2 不足

（1）軸瓦易突然失效。球磨機起動時負荷大，而兩摩擦表面是無油的干摩擦狀態，因此對軸瓦有一定程度損傷。尤其當軸瓦澆鑄質量不好時，軸瓦表面會出現輕微裂紋并不斷擴展，當累積到一定程度時，由于變化的不易察覺性，往往突然表現出軸瓦發熱現象，經抽瓦檢查發現軸瓦表面已整體呈龜裂狀。

（2）軸瓦修復精度要求較高。球磨機的軸瓦燒損后，修理技術精度要求較高，對維修人員的技能水平要求較高。需要現場開瓦口、保證良好的接觸點（均勻且≥2點/平方英寸）和接觸角（70°～90°）。主軸瓦下部球面接觸點（≥1點/平方英寸）均勻，兩配合球面四周楔形空間長度基本相同（約（50～70）mm，間隙（0.50～0.75）mm）。每個動壓軸瓦更換需要（72～80）h。

（3）軸瓦運行可靠性不高。對潤滑系統能監控的數據僅僅1個總油壓顯示。當機臺油壓低時可以實現報警和跳閘，但對因管路堵塞造成的供油中斷則不能實現跳閘保護。由于不能精確顯示軸瓦與空心軸之間油膜壓力和二者之間的接觸狀態，因此為了滿足穩定運行則必然要加大巡檢力度和專業檢查精度。

2 球磨機靜壓軸承應用分析

靜壓軸承工作原理：潤滑油從空心軸下部給入，在球磨機運轉以前，即依靠高壓油泵向空心軸和軸瓦的間隙供油，從而將球磨機2個空心軸頂起，形成高壓油膜，實現油液潤滑。

2.1 優勢

（1）起動時對軸瓦損傷小。球磨機起動時，2個摩擦表面形成高壓油膜已經分離。只要靜壓油站工作，軸瓦與空心軸間始終處于油液摩擦潤滑狀態，軸瓦表面磨損小，不易產生疲勞裂紋。

（2）軸瓦修復精度要求較低.球磨機軸瓦燒損后，修理技術精度要求較低，對維修人員的技能水平要求較低。因為軸瓦在機床上加工完成后，在檢修時現場的刮研量比動壓軸承少。為了保證壓力穩定，可以視試壓狀況決定軸瓦精刮程度。一般每個靜壓軸瓦更換約需要（16～24）h。

（3）可以實現無人值守。可以對4個油腔的油壓、流量實現在線監測，其中任何一個供油點油壓、流量低于設定值時都能實現跳閘保護。如果將油壓、流量信號接入集控室時，可以滿足系統生產無人值守的要求，大大降低生產工人巡回檢查的工作量。

2.2 不足

（1）液壓油站元件多、成本高。液壓系統復雜，元件多、成本高。系統分為高壓、低壓2部分：用低壓系統進行過濾，用高壓齒輪泵及齒輪分流器進行壓力流量均衡傳輸。由于液壓元件多，故障點相對較多，發生液壓系統問題時分析判斷有一定難度，并且有時會發生誤動作停車。

（2）液壓系統運行壓力高。油泵出口總壓維持在（5～6）MPa，4個供油點中每個點的油壓約4 MPa，供油壓力是動壓軸承的20倍以上，系統運行壓力較高，而且空心軸表面的油量不能用肉眼直觀地觀察到。由于運行壓力較高，潤滑元件、管路需要定期更換，運行可靠性相對較低。

（3）對油液變化較敏感。由于運行壓力較高，潤滑油輕微的進水、進礦都將在壓力上反映出來。在球磨機運行中，礦粉顆粒可能從油腔隨空心軸進入軸瓦和軸的間隙，在軸瓦表面劃出溝槽，引起液壓系統泄壓，影響穩定運行。

（4）1個油站單獨給1個球磨機軸瓦進行潤滑，不能滿足多臺同時供油。

3 使用建議

3.1 動壓軸承

由于結構簡單，維護工作量和成本較低，在軸瓦刮研技術相對成熟，員工檢查維護技能較高，動壓軸承在未具備自動控制的中小礦山中有較多優勢。為提高運行可靠性，最優方案是在空心軸部位安裝溫度監控，以減少檢查力度，達到使用可靠的目的。

3.2 靜壓軸承

隨著生產技術進步和規模化生產發展的要求，尤其對實現自動控制的大中型礦山，靜壓軸承必然是發展趨勢。如實現集控室在線監控后，原生產工人數和巡檢力度都可減少。從企業減員增效的目的看，有很大參考價值。為提高運行可靠性，最優方案將靜壓油站的低壓系統出油口分支一部分潤滑油直供至球磨機空心軸表面，形成靜壓和動壓結合系統，使用效果最佳。

4 結語

在現場設備維護、管理時，應根據現場自身特點，綜合運用各種措施，盡量彌補動壓、靜壓系統各自的不足，將優勢最大化。