王國民，儀登偉，張海平，任鞠萍

1 引言

由于大型管磨機磨體施加在支承裝置上的載荷較大，造成主軸承結(jié)構(gòu)軸瓦發(fā)熱嚴(yán)重，同時，為了保障有足夠大的進(jìn)出口直徑以滿足磨內(nèi)通風(fēng)的要求，現(xiàn)在支承裝置大多采用滑履支承結(jié)構(gòu)?；慕Y(jié)構(gòu)的磨體沒有中空軸，磨機通過筒體上的滑環(huán)架設(shè)在滑履軸承上，這樣就分流了載荷，且由于滑環(huán)的轉(zhuǎn)動線速度較高，在摩擦副間容易形成液體動壓潤滑，使用效果比較好。我公司之前已經(jīng)研發(fā)了單側(cè)四滑履支承管磨機并申請了專利，現(xiàn)針對越來越復(fù)雜的工況，對滑履支承結(jié)構(gòu)做了進(jìn)一步優(yōu)化。

2 滑履軸承磨機新型支承結(jié)構(gòu)

2.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

滑履磨機的支承裝置包括滑履軸承和罩體單元（圖1、圖2），罩體單元通過法蘭依次連接成圓周形滑履罩體，對應(yīng)底部的兩個滑履軸承的罩體單元為一體式結(jié)構(gòu)，一體式結(jié)構(gòu)罩體單元與相鄰罩體單元的連接法蘭位于一體式結(jié)構(gòu)罩體單元側(cè)上方。一體式結(jié)構(gòu)罩體單元底部為凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽結(jié)構(gòu)底面上設(shè)置有調(diào)整螺栓?；炷粱A(chǔ)上設(shè)有一個與一體式結(jié)構(gòu)罩體單元相適應(yīng)的凹槽，土建施工量減少。整個滑履罩體在最低點沒有法蘭連接，避免了潤滑油發(fā)生泄露情況。

2.2 托瓦受力計算

根據(jù)多個項目的調(diào)試結(jié)果表明，滑履支承在靜態(tài)和動態(tài)情況下受力情況接近，本文以滑履支承在靜態(tài)下的受力情況進(jìn)行分析計算。

兩滑履支承裝置托瓦受力情況（圖3）分析及計算如下：

圖1 新型滑履支承結(jié)構(gòu)

圖2 編號為A的局部放大圖

圖3 兩滑履支承結(jié)構(gòu)受力情況

圖4 四滑履支承結(jié)構(gòu)受力情況

式中：

F——滑履支承受到的壓力

R1——雙滑履軸承一個托瓦的支承力

R2——雙滑履軸承另一個托瓦的支承力

R1=R2，所以F=1.732R1

四滑履支承裝置托瓦受力情況（圖4）分析計算如下：

式中：F1、F2、F3、F4——四滑履軸承的各個托瓦受力通常情況F1=F2=F3=F4，所以F=3.3461F1，代入F=1.732R1后可得：

根據(jù)計算得知，相同的載荷狀態(tài)下兩滑履支承裝置單個托瓦受力是四滑履支承的1.932倍。采用四滑履支承裝置，可有效減少單個托瓦的面積，降低托瓦重量，筒體滑環(huán)受力更均勻合理，尤其適合大規(guī)格的磨機，應(yīng)用相似的原理甚至可以制造單支點5托瓦、6托瓦結(jié)構(gòu)的磨機，如圖5所示。

2.3 托瓦的改進(jìn)

傳統(tǒng)兩支承滑履托瓦的長寬比大多在1.6～2.0之間，高壓啟動，低壓潤滑。這種結(jié)構(gòu)的托瓦，通常瓦體較大，且為了降低瓦溫、增加托瓦的強度，托瓦會很厚，造成在托瓦工作時瓦體上下部分溫差大，瓦體熱脹變形，托瓦和滑環(huán)接觸不理想，瓦溫高。因此，我們對托瓦進(jìn)行了以下改進(jìn)：

圖5 6托瓦支承結(jié)構(gòu)

（1）去掉托瓦旋入端的油盤，在托瓦上開設(shè)一個低壓油槽，保證低壓油和滑環(huán)接觸的寬度上均勻地形成油膜，如圖6所示。

圖6 開設(shè)低壓油槽的托瓦

（2）在磨機運轉(zhuǎn)期間，滑履支承潤滑油站高壓常開，但保持較小且合理的流量。

（3）中控室檢測各托瓦高壓的壓力及流量、瓦溫和冷卻水狀態(tài)。

（4）定位裝置和托瓦分開。

經(jīng)實踐證明，托瓦長寬比在1.2～1.5之間效果最佳。

2.4 滑履支承的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖7為三種調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，如A1方案所示，將調(diào)節(jié)支承做成一個液壓缸體和帶凹球面結(jié)構(gòu)的液壓缸桿，外部和高壓液壓站連接，用高壓液壓站調(diào)節(jié)托瓦高度，達(dá)到合適位置后鎖緊螺母；如A2方案所示，將托瓦下部用一個螺桿調(diào)節(jié)托瓦到合適高度后，將螺桿鎖緊定位；如A3方案所示，在托瓦支承桿下部放置一臺專用超薄型千斤頂，這樣可以方便地調(diào)整托瓦高度，以達(dá)到各個托瓦受力均勻。本文采用A3方案，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，可以達(dá)到較高的精度，在靜態(tài)或動態(tài)工況下，測量檢測各個托瓦的高壓管路壓力，能保證各支點壓差誤差穩(wěn)定在10%以內(nèi)，通常情況下誤差在5%以內(nèi)，各點受力近似相等。

2.5 定位裝置的改進(jìn)

為了保證磨機支承受力合理，并克服隨磨機大型化帶來的越來越大的軸向推力，采用在筒體上焊接定位法蘭，在底座上安裝固定裝置對法蘭定位的方法。定位板和法蘭實際接觸面積與原來相比增大了2.5倍，同時在推力夾板上增加中壓潤滑油，在較高的軸向推力下減少摩擦阻力，增加定位的可靠性。圖8和圖9分別為定位夾板結(jié)構(gòu)圖及實際安裝位置圖。

3 自動化控制

（1）安裝了軸向運動監(jiān)測裝置，檢測磨機筒體軸向位移量及定位板是否有磨損，以便中控室適時監(jiān)控并及時作出調(diào)整。

圖7 三種支承的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)

圖8 定位夾板

圖9 定位裝置安裝位置

圖10 高壓壓力及流量監(jiān)測裝置

（2）安裝了高壓壓力和流量監(jiān)控裝置（圖10），對磨機支承裝置的各個托瓦的高壓和低壓潤滑油流量及高壓壓力進(jìn)行監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)反饋到中控室，以方便磨機維護(hù)。如，在排除液壓潤滑站的影響后，若磨機滑履軸承潤滑站全部托瓦高壓油壓變化＞0.3MPa，可斷定磨內(nèi)物料或研磨體變化較大，需要調(diào)整。若進(jìn)料端或出料端單個托瓦高壓油壓變化超過該端高壓平均值的10%時，需要調(diào)整該托瓦。

（3）托瓦的冷卻水管路上安裝有電動流量閥，當(dāng)瓦溫＞60℃時，開啟冷卻水降溫，達(dá)到70℃時，冷卻水流量達(dá)到最大，溫度再升高則潤滑油站的高壓和低壓流量也相應(yīng)地開啟到最大，以保證磨機正常運轉(zhuǎn)，當(dāng)瓦溫達(dá)到上限時，啟動停機程序。

4 結(jié)語

滑履磨機適應(yīng)物料能力強，能滿足磨蝕性強的物料及超高比表面積要求的水泥的粉磨。應(yīng)用四滑履支承結(jié)構(gòu)及其他改進(jìn)措施，能夠有效地降低磨機運行中克服摩擦力所消耗的功耗，使托瓦溫度從70℃甚至80℃降低到了不足60℃，同時軸瓦受力均勻，增大了支承能力，保證了磨機連續(xù)穩(wěn)定的運行?！?/p>