申占民
(天津水泥工业设计研究院,天津 300400)
摘 要:介绍了管磨机滑履轴承轴瓦高压油腔及低压供油装置的设计,分析了传统方案存在的问题及解决方法。
关键词:滑履轴承;润滑;轴瓦;油腔;带油槽
滑履轴承是大型管磨机上广泛采用的一种支撑装置。近十年来随着水泥厂建设规模的不断扩大,滑履轴承在管磨机上的应用越来越多,从Z初的主轴承和滑履轴承联合支撑方式到目前的双滑履支撑方式。润滑对于轴承来说非常重要,润滑装置的好坏直接影响着轴瓦的使用寿命,但在滑履轴承的设计中,润滑装置的设计常常不被重视。
目前无论是主轴承还是滑履轴承都是采用高低压润滑系统。这种轴承是在轴瓦上的适当位置开设一个或几个高压油腔,并配一套高低压润滑稀油站。在磨机启动前先开高压油泵,将润滑油供入高压油腔,当高压油不断供入高压油腔,并且供入量与泄漏量相等时,便形成一个稳定的油膜来承担外载荷。该油膜使轴颈与轴瓦表面达到完全脱离金属接触,从而降低磨
机启动荷载。当磨机正常运转后就停止供应高压油,低压油泵继续正常运转,磨机轴承进入动压润滑下运转。本文就滑履轴承高压油腔及低压供油结构的设计作简要分析。
1 高压油腔的设计
目前高压油腔结构大致分为两种形式。一种是长方形结构,一种是圆形结构。长方形油腔加工方便,在油腔面积相同的情况下,润滑油在轴向的泄漏途径Z长,便于形成油膜。图1是长方形高压油腔示意图。如果油腔边缘距瓦体边缘距离L过小,润滑油容易过早泄漏,不容易把磨机顶起;过大则影响油膜的形成。一般如果每个滑履轴承采用两块滑履瓦,则每块滑履瓦在圆周方向的夹角θ在24º~30º之间,油腔包角在4~6º之间。油腔边缘距瓦体边缘距离l=0.05D~0.07D,D为轴径,高压油腔深度一般取3~5mm。
图1 长方形高压油腔示意图
2 低压供油系统的设计
当磨机正常运转后就停止向轴承供应高压油,低压油泵继续正常运转,磨机轴承进入动压润滑下运转。因此滑履轴承绝大部分时间是在动压润滑状态下运转的,由此可见,低压供油装置的设计是滑履轴承运转好坏的关键因素之一。
目前国内设计的滑履轴承中,向轴瓦供油一般采用喷油和油槽带油相结合(见图2),或者都采用喷油,对于喷油润滑来说,由于当油刚喷到辊圈时是线状形态,润滑油并未均匀分布在辊圈上,因此辊圈转入滑履瓦时到形成连续油膜时间较长,虽然有布油槽可储存一定量的润滑油,但是问题并未根本解决。采用喷油与油槽带油相结的方法,当辊圈转入第二个滑履瓦时,辊圈从油槽带油,从而起到润滑第二个滑履瓦的作用。这种方法虽然形成油膜时间短,但结构较为复杂,互换性差。总结以上结构,我们可以发现这种结构存在以下三个问题:
♦油膜形成时间较长;
♦结构复杂;
♦互换性差。

图2 喷油和油槽带油混合润滑方式
为了解决以上问题,笔者深入研究了国内外相关磨机滑履轴承有关资料,发现采用塑料油槽带油润滑是一种比较理想的选择。与金属相比,塑料具有重量轻、摩擦系数小、耐磨性及耐疲劳性较高、化学稳定性好等优点,而且塑料具有自润滑和吸音、减振等性能。虽然塑料的耐热性差,有些塑料的吸湿性较大,热膨胀系数较大,其强度和尺寸配合精度不如金属材料,但这些对带油槽来说影响并不大。表1为一些常用塑料的性能。从表中可以看出,由于带油槽是在常压下工作,并且轴瓦温度一般不超过90℃,表1所列塑料都可以作为制造带油槽的材料。又由于聚四氟乙烯摩擦系数低、吸水率小,因此笔者认为采用聚四氟乙烯作为制造带油槽的材料较为理想。图3为带油槽结构,带油槽用螺栓固定在瓦体上,槽底接进油管,R为辊圈半径。安装时使带油槽R面与筒体辊圈贴合严密,确保带油槽内能存贮润滑油。图4为安装了塑料带油槽的滑履轴承。低压润滑油从带油槽底部进入带油槽,润滑油充满带油槽内,多余的润滑油从轴瓦两侧溢出。当辊圈转入滑履瓦时在辊圈与滑履瓦之间形成负压,把润滑油吸入到滑履瓦上。同样当辊圈转入第二个滑履瓦时在辊圈与滑履瓦之间形成负压,从而把润滑油吸入到滑履瓦上。两个滑履瓦安装相同规格的带油槽,有很好的互换性。由于润滑油充满带油槽内,因此辊圈转入滑履瓦时到形成连续油膜时间较短,从而起到很好的润滑作用。由此可见,如果采用以上带油槽结构,可以解决传统结构中的三个问题,也就是说本结构与传统结构相比有以下优点:
(1)润滑油充满带油槽内,油膜形成时间短;
(2)结构简单;
(3)互换性好,带油槽可以互换。
表1 常用塑料性能
3 结语
由上述分析可知,在滑履轴瓦润滑装置的结构设计中,高压油腔采用长方形油腔较为理想;低压润滑系统中,采用聚四氟乙烯带油槽结构简单实用。
来源:《水泥技术》2003.2