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水泥工業(yè)擠壓聯(lián)合粉磨工藝中輥壓機(jī)重載軸承的潤滑
2008-08-20
前言
輥壓機(jī)是上個(gè)世紀(jì)八十年代中期在上發(fā)展起來的新型粉碎設(shè)備，以輥壓機(jī)為主組成的擠壓聯(lián)合粉磨工藝應(yīng)用于水泥、采礦等行業(yè)在增產(chǎn)、節(jié)能方面效果顯著，順應(yīng)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(jī)得到越來越廣泛的應(yīng)用。
采用輥壓機(jī)和球磨機(jī)組合成一體的粉磨系統(tǒng)，其有效性能關(guān)鍵在于：設(shè)備運(yùn)行的可靠性，包括其運(yùn)行故障率和耐磨損性能，設(shè)備運(yùn)行的粉磨效率直接關(guān)系到節(jié)能效果。輥壓機(jī)的重載軸承處于低速、重載、有沖擊負(fù)荷的工況條件，該系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行與否直接影響設(shè)備運(yùn)行的可靠性，本文從專業(yè)潤滑的角度分析了輥壓機(jī)重載軸承的工況特點(diǎn)及其潤滑建議。
一、輥壓機(jī)工作原理
輥壓機(jī)是根據(jù)高壓料層粉碎原理，通過一對(duì)相向旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)樱ㄆ渲幸恢皇枪潭ㄝ仯硪恢皇腔顒?dòng)輥），將液壓力經(jīng)過活動(dòng)輥?zhàn)饔迷谶M(jìn)入兩輥間的物料上，把物料壓實(shí)粉碎。
在輥?zhàn)拥淖饔孟拢伺c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(chǎn)生相互壓力作用，將物料壓實(shí)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?zhàn)娱g的間距逐漸減少，物料產(chǎn)生壓實(shí)和預(yù)粉碎，同時(shí)顆粒間重新排列，使顆粒間空隙減少。在第二階段物料進(jìn)入壓實(shí)區(qū)，壓實(shí)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(dá)到峰值，顆粒間相互擠壓使全部顆粒受力而粉碎。
二、輥壓機(jī)重載軸承工況特點(diǎn)及潤滑要求
輥壓機(jī)重載軸承的摩擦副是軸承的內(nèi)外圈、滾動(dòng)體和保持架，其工況條件主要是低速、重載、沖擊載荷和振動(dòng)。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(huì)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(jī)軸承工作在嚴(yán)酷的工況條件下:
低速: 10~30 rpm
重載: C/P = 2~4
載荷種類: 徑向?yàn)橹? 軸向?yàn)檩o
載荷特點(diǎn): 沖擊載荷, 振動(dòng)
工作溫度: 50~70 ℃ (有冷卻)
軸承壽命要求 > 20,000 工作小時(shí)
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(fù)荷和在其工況下潤滑劑的提供的黏度有很大關(guān)系。
2、C/P 值
C：代表軸承的基本動(dòng)態(tài)載荷，是軸承本身的一個(gè)基本參數(shù)．
P：代表實(shí)際等效動(dòng)態(tài)載荷，取決于現(xiàn)場(chǎng)負(fù)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(jī)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(shí)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(shí)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(duì)于低速重載軸承來說，潤滑劑提供的基礎(chǔ)油粘度越高，其承載能力越強(qiáng)，對(duì)軸承的保護(hù)越好。高粘度的基礎(chǔ)油能形成抗剪切的高彈性緩沖油膜，潤滑油的基礎(chǔ)油粘度是要素，潤滑脂使用的基礎(chǔ)油Z佳粘度在1500~2000mm2/s 左右。同時(shí)，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(qiáng)承載性能和抗磨損效果，也在緊急狀況下起到潤滑保護(hù)作用。
三、輥壓機(jī)軸承常見失效分析
根據(jù)工作現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)反饋，和潤滑有關(guān)的軸承失效高達(dá)43%，其中由于材質(zhì)問題引起的軸承失效低于10%。如右圖所示：
輥壓機(jī)軸承常見失效形式
1、由于潤滑劑過早失效而導(dǎo)致鋼制滾動(dòng)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(chǔ)油的粘度太低，不能形成足夠厚的保護(hù)油膜，在沖擊負(fù)載下不能提供良好的磨損保護(hù)性能。解決方案 : 提高基礎(chǔ)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(fù)荷，不充分潤滑或滾子歪斜造成的。軸承中可能會(huì)產(chǎn)生過多的內(nèi)部熱量，導(dǎo)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(chǎn)生的原因： 軸承配合松動(dòng)、振動(dòng)、軸承的蠕動(dòng)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(lǐng)域的產(chǎn)品和服務(wù)
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(dòng)軸承而開發(fā)的，其典型應(yīng)用是輥壓機(jī)重載軸承和回轉(zhuǎn)破碎機(jī)中的滾動(dòng)軸承(調(diào)心軸承)。其特點(diǎn)如下：
重載軸承潤滑脂
高基礎(chǔ)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(hù)
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(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行500小時(shí)試驗(yàn)，結(jié)果如下：
平均值
FAG/Schweinfurt對(duì)“重載潤滑脂的限值：<= 35mg
FAG測(cè)試結(jié)果小結(jié)（摘錄）
“ 根據(jù)測(cè)試結(jié)果可作如下結(jié)論：Klüberlub BE 41-1501滿足 FAG 對(duì) LG12類潤滑脂的潤滑要求，可用于承受重載和震動(dòng)的低速滾動(dòng)軸承(點(diǎn)接觸和線接觸)，如輥壓機(jī)和破磨設(shè)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(chǎng)檢測(cè)
克魯勃在全球成立有GATE-B (軸承行業(yè)的全球行動(dòng)組織)，匯集了大批軸承方面的專家，對(duì)各類軸承及潤滑問題進(jìn)行深入透徹的分析并提供解決方案。克魯勃在中國區(qū)擁有自己的軸承專家團(tuán)隊(duì)和技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，持續(xù)地向輥壓機(jī)客戶提供Z有價(jià)值的軸承專業(yè)技術(shù)分析以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)服務(wù)。
五、重載軸承潤滑脂Klüberlub BE 41 –1501的應(yīng)用
Klüberlub BE 41–1501在全球30多個(gè)國家，200多個(gè)水泥廠、鋼廠均有成功應(yīng)用，并且得到KHD、Köppern、Krupp Polysius 等OEM的認(rèn)證和推薦。同時(shí)，在國內(nèi)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(jī)重載軸承和立磨磨輥密封的潤滑。
結(jié)論
大型低速重載滾動(dòng)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(hù)，對(duì)環(huán)境友好，并具有良好的經(jīng)濟(jì)性。在水泥工業(yè)擠壓聯(lián)合粉磨工藝中，為輥壓機(jī)提供安全、長周期、滿負(fù)荷的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而保證設(shè)備運(yùn)行的粉磨效率和節(jié)能效果。
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