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滑履軸承潤滑裝置的改進

2014-06-18

申占民
(天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院,天津 300400)
  摘 要:介紹了管磨機滑履軸承軸瓦高壓油腔及低壓供油裝置的設(shè)計,分析了傳統(tǒng)方案存在的問題及解決方法。
  關(guān)鍵詞:滑履軸承;潤滑;軸瓦;油腔;帶油槽
  滑履軸承是大型管磨機上廣泛采用的一種支撐裝置。近十年來隨著水泥廠建設(shè)規(guī)模的不斷擴大,滑履軸承在管磨機上的應(yīng)用越來越多,從Z初的主軸承和滑履軸承聯(lián)合支撐方式到目前的雙滑履支撐方式。潤滑對于軸承來說非常重要,潤滑裝置的好壞直接影響著軸瓦的使用壽命,但在滑履軸承的設(shè)計中,潤滑裝置的設(shè)計常常不被重視。
  目前無論是主軸承還是滑履軸承都是采用高低壓潤滑系統(tǒng)。這種軸承是在軸瓦上的適當位置開設(shè)一個或幾個高壓油腔,并配一套高低壓潤滑稀油站。在磨機啟動前先開高壓油泵,將潤滑油供入高壓油腔,當高壓油不斷供入高壓油腔,并且供入量與泄漏量相等時,便形成一個穩(wěn)定的油膜來承擔(dān)外載荷。該油膜使軸頸與軸瓦表面達到完全脫離金屬接觸,從而降低磨機啟動荷載。當磨機正常運轉(zhuǎn)后就停止供應(yīng)高壓油,低壓油泵繼續(xù)正常運轉(zhuǎn),磨機軸承進入動壓潤滑下運轉(zhuǎn)。本文就滑履軸承高壓油腔及低壓供油結(jié)構(gòu)的設(shè)計作簡要分析。
  1 高壓油腔的設(shè)計
  目前高壓油腔結(jié)構(gòu)大致分為兩種形式。一種是長方形結(jié)構(gòu),一種是圓形結(jié)構(gòu)。長方形油腔加工方便,在油腔面積相同的情況下,潤滑油在軸向的泄
漏途徑Z長,便于形成油膜。圖1是長方形高壓油腔示意圖。如果油腔邊緣距瓦體邊緣距離L過小,潤滑油容易過早泄漏,不容易把磨機頂起;過大則影響油膜的形成。一般如果每個滑履軸承采用兩塊滑履瓦,則每塊滑履瓦在圓周方向的夾角θ在24º~30º之間,油腔包角在4~6º之間。油腔邊緣距瓦體邊緣距離l=0.05D~0.07D,D為軸徑,高壓油腔深度一般取3~5mm。

圖1 長方形高壓油腔示意圖
  2 低壓供油系統(tǒng)的設(shè)計
  當磨機正常運轉(zhuǎn)后就停止向軸承供應(yīng)高壓油,低壓油泵繼續(xù)正常運轉(zhuǎn),磨機軸承進入動壓潤滑下運轉(zhuǎn)。因此滑履軸承絕大部分時間是在動壓潤滑狀態(tài)下運轉(zhuǎn)的,由此可見,低壓供油裝置的設(shè)計是滑履軸承運轉(zhuǎn)好壞的關(guān)鍵因素之一。
  目前國內(nèi)設(shè)計的滑履軸承中,向軸瓦供油一般采用噴油和油槽帶油相結(jié)合(見圖2),或者都采用噴油,對于噴油潤滑來說,由于當油剛噴到輥圈時是線狀形態(tài),潤滑油并未均勻分布在輥圈上,因此輥圈轉(zhuǎn)入滑履瓦時到形成連續(xù)油膜時間較長,雖然有布油槽可儲存一定量的潤滑油,但是問題并未根本解決。采用噴油與油槽帶油相結(jié)的方法,當輥圈轉(zhuǎn)入第二個滑履瓦時,輥圈從油槽帶油,從而起到潤滑第二個滑履瓦的作用。這種方法雖然形成油膜時間短,但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,互換性差。總結(jié)以上結(jié)構(gòu),我們可以發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)存在以下三個問題:
  ♦
油膜形成時間較長;
  ♦結(jié)構(gòu)復(fù)雜;
  ♦互換性差。

圖2 噴油和油槽帶油混合潤滑方式
  為了解決以上問題,筆者深入研究了國內(nèi)外相關(guān)磨機滑履軸承有關(guān)資料,發(fā)現(xiàn)采用塑料油槽帶油潤滑是一
種比較理想的選擇。與金屬相比,塑料具有重量輕、摩擦系數(shù)小、耐磨性及耐疲勞性較高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點,而且塑料具有自潤滑和吸音、減振等性能。雖然塑料的耐熱性差,有些塑料的吸濕性較大,熱膨脹系數(shù)較大,其強度和尺寸配合精度不如金屬材料,但這些對帶油槽來說影響并不大。表1為一些常用塑料的性能。從表中可以看出,由于帶油槽是在常壓下工作,并且軸瓦溫度一般不超過90℃,表1所列塑料都可以作為制造帶油槽的材料。又由于聚四氟乙烯摩擦系數(shù)低、吸水率小,因此筆者認為采用聚四氟乙烯作為制造帶油槽的材料較為理想。圖3為帶油槽結(jié)構(gòu),帶油槽用螺栓固定在瓦體上,槽底接進油管,R為輥圈半徑。安裝時使帶油槽R面與筒體輥圈貼合嚴密,確保帶油槽內(nèi)能存貯潤滑油。圖4為安裝了塑料帶油槽的滑履軸承。低壓潤滑油從帶油槽底部進入帶油槽,潤滑油充滿帶油槽內(nèi),多余的潤滑油從軸瓦兩側(cè)溢出。當輥圈轉(zhuǎn)入滑履瓦時在輥圈與滑履瓦之間形成負壓,把潤滑油吸入到滑履瓦上。同樣當輥圈轉(zhuǎn)入第二個滑履瓦時在輥圈與滑履瓦之間形成負壓,從而把潤滑油吸入到滑履瓦上。兩個滑履瓦安裝相同規(guī)格的帶油槽,有很好的互換性。由于潤滑油充滿帶油槽內(nèi),因此輥圈轉(zhuǎn)入滑履瓦時到形成連續(xù)油膜時間較短,從而起到很好的潤滑作用。由此可見,如果采用以上帶油槽結(jié)構(gòu),可以解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的三個問題,也就是說本結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比有以下優(yōu)點:
 ?。?)潤滑油充滿帶油槽內(nèi),油膜形成時間短;
 ?。?)結(jié)構(gòu)簡單;
 ?。?)互換性好,帶油槽可以互換。
表1 常用塑料性能


圖3 帶油槽結(jié)構(gòu)

圖4 裝有塑料帶油槽的滑履軸承
  3 結(jié)語
  由上述分析可知,在滑履軸瓦潤滑裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,高壓油腔采用長方形油腔較為理想;低壓潤滑系統(tǒng)中,采用聚四氟乙烯帶油槽結(jié)構(gòu)簡單實用。

來源:《水泥技術(shù)》2003.2