滾動與滑動軸承在小型球磨機并存共用的探索與實踐

王進科

（甘肅廠壩有色金屬有限公司廠壩鉛鋅礦，甘肅 隴南 742504）

1 小型球磨機應用滾動軸承與滑動軸承優劣分析

小型球磨機主軸軸承常見有滑動軸承與滾動軸承，優劣各異。各行業球磨機多用滑動軸承，尤其大型球磨機，多采用滑動摩擦方式的軸承工作，其承重大，噪音小，安全平穩，可靠性高。滑動軸承的潤滑有高壓潤滑站潤滑和油池油浸式潤滑，滑動表面形成一層潤滑油膜，軸段與軸瓦不發生直接接觸，大大減小了摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力，所有滑動軸承在大中型球磨機中被廣泛應用。但起動摩擦阻力較大，軸頸與軸瓦對油質要求較高，為了改善軸瓦表面的摩擦性質，軸瓦表面上多用巴氏合金澆鑄一層減摩材料層，因此，一般都由軸瓦和軸承襯組合構成滑動軸承，一般在低速重載工況條件下，或者是維護保養與加注潤滑油比較困難的運轉部位適用。近幾年來，小型球磨機使用滾動軸承的較多，球磨機使用滾動軸承檢修維護方便，工作可靠，起動性能好，在中等速度下承載能力較高。與采用滑動軸承的球磨機相比較，采用滾動軸承的球磨機軸座徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時壽命較低，聲響噪音較大。由于采用滾動軸承的球磨機多選用向心軸承，主要承受徑向力，內圈緊套在軸頸上并與軸一起旋轉，外圈裝在軸承座孔中，球磨機的承重主要在軸承內圈的外周和外圈的內周上的滾道和軸承球上。當軸承內外圈相對轉動時，滾動球體在內外圈的滾道上滾動，為避免軸承滾動體球的相互摩擦，球之間采用保持架隔開，雖然套圈和滾動體都采用強度高、耐磨性好的滾動軸承鋼制造，淬火后表面硬度都能達到HRC60～65及以上，但承重點數畢竟較少，軸承滾動體球極易出現點蝕損壞。另外，滾動軸承的保持架多用軟鋼沖壓制成，或采用銅合金夾布膠木或塑料等制造成，一旦軸承潤滑不好，在較大載荷下易發生保持架損壞，不易應用到較大球磨機軸座上，尤其大中型球磨機方面具有較大局限性。

球磨機選用滾動軸承還是滑動軸承，要依球磨機的載荷情況和處理能力而定，受軸徑和承載力大小限制較大。球磨機采用滾動軸承靠滾動體球的轉動支撐轉動軸，接觸部位是多個點，滾動體越多，接觸點就越多；采用滑動軸承的球磨機是靠平滑的面來支撐轉動軸，接觸部位是一個面。由于兩者的運動方式完全不同、摩擦形式不同，一個是滾動，一個是滑動；滾動軸承維護方便，檢修方便，滑動軸承維護較難，檢修難度大和技術要求較高。但對1530格子型球磨機而言，使用滾動軸承還是較為方便。

2 滾動軸承與滑動軸承在1530格子型球磨機上并存共用的實踐

在一個兩段一閉路破碎，一段閉路磨礦，先選鉛后選鋅的優先浮選工藝中，1530無潤滑站滑動軸承格子型球磨機與FG-12分級機組成閉路，磨礦細度65%～70%（-200目），鉛浮選一粗二掃三精，鋅浮選一粗三掃三精，脫水為濃密-真空過濾兩段流程，尾礦由膠泵輸送至濃密機。設計產能：100噸/日；實際產量130噸/日～140噸/日。生產產品為鉛精礦和鋅精礦。藥劑制度為：捕收劑（丁基黃藥），活化劑（硫酸銅），調整劑（石灰），起泡劑（2#油）。

在一次設備事故當中，球磨機端蓋空心軸出現了裂紋斷裂情況，沒法繼續運轉。分析主要原因是：礦砂進入端蓋襯套與空心軸之間的空腔后，長期使用與摩擦，造成空心軸嚴重磨損，在大載荷運行情況下，逐漸劣化出現裂紋和斷岔。其次是大瓦使用過程，事故造成空心軸軸瓦外側出現拉槽損傷，斷岔就在拉槽處。

球磨機作為主要關鍵設備，在選礦系統中都沒有備用，斷軸后無法正常運轉和生產。由于生產時間緊、任務重，球磨機端蓋部件制造周期至少30天，如果不采取有效措施將嚴重影響到生產和經濟效益。在得知就近鄰廠有中心傳動球磨機滾動軸承備用端蓋后，經進一步檢查事故球磨機的出料側端蓋狀況較好，可以繼續使用，決定以滾動軸承端蓋與滑動軸承端蓋并存共用，兩種傳動方式共存并用的方案修復設備，實現修復球磨機性能恢復生產目標。

通過現場測繪核實兩種端蓋的中心高、軸座在球磨機軸向的距離及分析了兩種端蓋與筒體的連接等關鍵尺寸與連接方式，存在以下問題需要解決：一是兩種端蓋安裝尺寸對比：事故球磨機中心高為580mm，滾動軸承端蓋的中心高為320mm。制作高258mm支座，螺栓連接，實現穩固安裝目標；二是兩種端蓋與筒體的連接尺寸：筒體厚度10mm，筒體端蓋凹止口30mm，筒體連接螺孔分度圓直徑φ1680，滾動軸承端蓋連接螺孔分度圓直徑φ1445，通過布孔和尺寸對比，可以完成法蘭對接聯接安裝；三是軸座在球磨機軸向的距離：經核實現有滾動軸承端蓋在球磨機軸向的距離單側小40mm，兩側合計軸向距離比事故球磨機軸座在球磨機軸向的距離大80mm。如何解決這個問題，成為能否實現搶修目標的關鍵。

3 解決方案

（1）軸座采取原球磨機軸瓦底座，自制軸座固定在軸瓦軸座上，通過計算選用M30×150強度4.8級2個螺栓連接，球磨機軸座與自制軸座選用M24×150強度4.8級4個螺栓連接，螺栓中線偏差40mm，在球磨機大質量設備使用條件與性能，完全滿足使用要求。

（2）球磨機端蓋拆除后，通過測繪配置過渡法蘭，把圓筒體與現有滾動軸承中心傳動方式的端蓋連接，在這個環節要核對端襯與襯板安裝關系和尺寸，解決安裝問題。

（3）過渡連接法蘭加工制作，考慮安裝方式和承重問題，采取法蘭盤與現端蓋連接，通過計算，配置M27×150強度4.8級24個螺栓連接，采用錐頭螺栓，鉆孔采取端蓋現孔孔配鉆方式，確保錐孔配合度，為保障螺孔不滲漏，孔內全部采用密封膠，使錐孔配合與密封更加緊密。

（4）外有筒體凹止口與法蘭直徑面配合，內有端蓋凸止口與法蘭內孔直徑面間隙配合，防止徑向剪力損傷，防止螺栓剪力應力疲勞。

（5）安裝后，中心滾動軸承傳動端蓋原襯板與筒體襯板之間存在夾角式空腔，易造成礦漿栓動磨損，以耐磨填充物充填后使用效果良好。通過試運行，螺栓緊固調整和配合情況檢查，裝配情況沒有發生變化，截止目前使用正常。

自方案形成到加工制作，安裝試車到投入生產，共計耗時30小時，快速高效解決了問題，恢復了生產，挽回了損失52萬元，為企業創造了效益。

圖1 裝配圖

4 改造完成后，次生了一些問題需要解決

（1）1530格子型球磨機和高堰式螺旋分級機FG-12組成的磨礦分級系統返砂流程出現了不暢問題，分級機返砂落料高差不夠，造成返砂在溜槽堆積，分級機負載增加，流程出現了跑粗現象，影響產量和經濟技術指標。針對問題，多方考慮，采取加裝φ300螺旋輸送機的辦法，解決了物料輸送問題。

（2）原聯合給料器拆除，改造為中心給料器，既杜絕了電機的沖擊電流，節約了電能，又消除了設備振動源，延長了設備使用壽命；減少了換勺頭的維修時間，提高了工作效率。

（3）螺旋分級機安裝了返砂刮砂裝置，原靠自流和水沖的返砂能被喂料進入螺旋輸送機中，保障了返砂流程順暢。

5 通過試運行，對系統運行情況進行評估，排查存在如下問題

作為返砂輸送的螺旋輸送機一旦發生故障，就會造成分級機上排料口的返砂物料堆集。針對問題，采取了安裝聲光報警裝置的措施，讓崗位工能及時發現故障、及時采取措施并及時處置預防事態擴大；采取電器聯鎖互鎖保護措施后，讓電磁振動給料機、帶式輸送機、螺旋輸送機、分級機、沖洗水瞬斷電控閥門等互鎖，一旦返砂輸送停止，同時就中斷了球磨機給料，停止原礦沖洗水后球磨機溢流停止，返砂堆積也被控制在有限范圍，避免分級機上排料口返砂物料堆集，預防了球磨機原礦脹肚事故，預防了球磨機出料擁堵造成分級機負荷超重大葉片損壞等情況，保障了工藝流程順暢。

6 結語

經過搶修和改造，實現了滾動軸承與滑動軸承在1530格子型球磨機上的并存共用。同時，徹底解決了球磨機聯合給料器勺頭挖料的沖擊電流問題，也為球磨機進一步實施變頻控制改造打下了基礎，一旦完成變頻控制改造，球磨機的重載盤車與啟動對電網的沖擊問題都會一并解決。