沈忠
1、前言
酒钢肃南宏兴矿业公司原矿破碎系统采用“两段一闭路”工艺流程。粗碎采用C80颚式破碎机，原矿石处理后通过1#皮带运输机运送至CYA型圆振动筛，经圆振筛检查分级，筛上矿粒（+12mm）由2#皮带运送至GP11FF圆锥破进行细碎，经圆锥破处理的矿石由1#皮带运送至CYA型圆振动筛检查筛分；圆振动筛筛下产物（-12mm）由3#皮带运输机运送至粉矿仓存放。其中圆振动筛在破碎筛分系统中所起的作用是检查筛分作业，作用至关重要。
该圆振动筛自投产以来，通常出现轴承寿命短和轴承温度过高的故障，这些故障不但影响了圆振动筛效率的正常发挥，而且使圆振动筛零部件、润滑油的使用寿命大幅度降低，备件、材料消耗明显上升，并给维修工和生产工增大了劳动强度。因此，合理地处理这些故障是保证圆振动筛正常运转的必要条件。
2、工作原理及结构特征
2.1、工作原理
CYA型圆振动筛是利用普通电机外拖动激振器，筛体沿激振力方向作周期性往复运动，物料在筛面上连续作圆运动，从而达到筛分的目的。
2.2、结构特征
CYA型圆振动筛主要由筛体、筛网、橡胶减振装臵、激振器和支承底架等组成（如下图）。振动器为轴偏心与块偏心相结合的长轴式；筛体采用环槽铆钉联接，组成框架式结构；激振器与筛体侧板采用高强度螺栓和环槽铆钉联接；激振器与电机采用软型连接（三角带）。
3、轴承温度过高原因
轴承产生的热量主要还是来能源于轴承承受的载荷。圆振动筛滚动轴承的工作条件非常恶劣，不仅要在调整状态下承受很大的冲击载荷，并在围绕其中心轴旋转时完成圆周运动，承受很高的径向加速度和离心力。大多数振动筛传动轴，还要求有一定的轴挠度，致使轴承产生强迫振动和冲击振动。圆振动筛在运行一段时间后，激振器与筛箱侧板上的联接螺栓及其它联接螺栓会出现松动的情况。螺栓出现松动后，相关元件便失去有效约束，从而导致振动源系统的轴线产生运动，加速了轴承的磨损并产生了大量的热量。因此为了避免这种情况的发生检修人员都会在交接班的时候紧固螺栓，避免了相关元件失去有效约束。
圆振动筛轴承发热还有有很多的原因，例如轴承的间隙大小、轴承与轴的装配精度和轴承的质量等都会影响到轴承产生的热量。我们厂所用的是瓦房店轴承，与国内其他厂家相比轴承质量还是很不错的。
除去上述影响因素，主要研究了给油脂对圆振筛的轴承温度的影响。
正常工作时，振动器的轴承温度不应超过75℃。在生产实际中，经常出现这样的情况：圆振动筛在运行中，其它都正常，但就是轴承温度过高，而且温度继续升高（如下表1）。
表一：轴承随时刻变化表
经过一段时间的观察，轴承在缺油脂时候很容易产生高温，轴承在油脂充满轴承空隙的时候也容易产生高温。这种情况所引起的轴承温度过高，主要原因是轴承的润滑不合适。轴承在高速运动下会产生大量的热量，没有合适的通过油脂将热量散发出去。
4、滚动轴承摩擦力矩、发热量及油润滑所需油量的计算
4.1、轴承的摩擦损失在轴承内部几乎全部变为热量，因而致使轴承温度升高，轴承的发热量可以用以下公式进行计算：
式中
Q：发热量，kW
M：摩擦力矩，N.mm
n：轴承转速，r/min（电机转速970r/min）
摩擦力矩的估算
式中
M：摩擦力矩，N.mm
μ：轴承的摩擦系数
P：当量动负荷，N（参见教材“机械设计”P320当量动载荷P的计算公式（13-8）。教材P338例题13-1有关于当量动载荷的具体计算，但是Fa/Fr的值我个人觉得需要分析轴承的结构。这里希望大家讨论下。）
d：轴承公称内径，mm
表二：各类轴承的摩擦系数（参考）
4.2、循环油润滑及喷油润滑所需油量计算公式
式中
G：所需油量，L/min
μ：摩擦系数
d：轴承公称内径，mm
n：轴承转速，r/min
P：轴承当量动负荷，N
c：油的比热，kJ/kg℃
r：油的密度，g/cm3
△T：油的温升，℃
经过计算得到G=0.65mL/min
上式计算得到的是发热量全部通过油带走时所需的油量，未考虑其余散热因素。一般来说，实际油量约为以上计算油量的1/2-2/3。但散热量随着使用机械及使用条件而有所不同，因此宜先以计算油量的2/3进行运转，通过测量轴承温度和进、排油温度逐渐减小油量，直至确定Z佳油量。
5、解决方法
5.1、改进润滑方式
我们所使用的润滑油是浓油润滑，其优点是容易密封，流失少，受温度影响较小，对载荷性质、运动速度的变化有较大的适应范围。缺点是流动性差，内摩擦系数大，所以能量损耗大，在高温下长期工作时，会失去润滑性能。而稀油润滑的优点是内摩擦系数小，所以克服摩擦力的能量消耗少，稀油流动性好，易进入各润滑点的摩擦表面，具有良好的冷却作用，并可将粘附在摩擦表面上的杂质和由于研磨而产生的金属微粒带走。缺点是油膜不能承受大的单位压力，对密封的要求高，设备根本达不到要求。为了改善浓油的性质，往往在润滑脂中加入15％～30％机械油，增加流动性，可以带走各摩擦副产生的热量。
油脂的流动性增加后，我们就可以设计一个给油泵站，将润滑油持续循环的注入轴承空隙中间（如下图）。然后对给油泵站的润滑油定期进行更换。这种润滑方式大大的减少了轴承产生的热量，减少了轴承的损害。
5.2、圆振动筛轴承座的改进
由于圆振动筛轴承座内轴承的端面与轴承座内侧的端面间距只有5mm，为了保证轴承座内的存油空间，经过反复的现场实际测量，确定了在轴承座内增加凹形挡板，挡板内侧的深度增加到25mm，这样增加挡板后轴承座内的存油空间就达到了30mm。从而就增加了油脂的存储量，延长了油脂对轴承润滑的时间（如下图所示）。
5.3、轴承“精确”给油脂探讨
轴承内所需要的油脂不能多也不能少，对轴承的给油脂需要一个“精确量”，对于这个“量”需要一个动态的检测，例如轴承外表面设计油脂动态检测贴片，将检测到得数据反馈到系统，系统根据油脂量的多少进行加油脂；或者可以通过检测圆振动筛的振动量、轴承的温度和电机的电流等，然后将这些量进行数学动态模型的分析，取得轴承温度与这些量的关系，从而就可以根据这些量的变化来对轴承是否给油作出判断。
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