球磨机节能技术改造.doc

球磨机节能技术改造摘 要论文分析了传统球磨机使用滑动轴承存在的问题，通过节约能源、提高电动机运行平安系数，到达降低本钱的目的。介绍了球磨机滑动轴承改为双列球面滚子轴承的设计程序。经过实践说明，此项改造由于轴承处摩擦力的降低，使得磨机启动、运转电流降低，可节电8-10%。省去了检修时的刮瓦，减轻了工人的劳动强度。又由于去掉了稀油润滑站及相关电机动力，防止了由于油温过高造成的停车、停产现象的发生。采用了脂润滑，节约了润滑油，节油量在80%-90%。通过此项改造到达了节能降耗目的。关键词：球磨机 滚动轴承 节能目 录摘要-1关键词-1前言-31 球磨机设备综述-4 1.1 根底材料产业现状-4 1.2 磨矿机概述-42 滑动轴承球磨机分析-7 2.1 轴承易烧损-7 2.2 电机易烧损-83 滚动轴承应用-8 3.1 摩擦功耗分析-9 3.2 作业环境分析-9 3.3 轴承寿命计算-104 球磨机的改造设计-12 4.1 进料端盖和进料口的设计-12 4.2 出料端盖和出料口的设计-13 4.3 轴承部的设计-145 改造后的效果-156 此项技术改造存在的问题-167 结束语-16参考文献-18前 言 随着我国国民经济的迅猛开展，钢材、有色金属和水泥等根底性结构材料的消耗大幅攀升，2003年中国的钢产量首次突破2亿吨，连续八年钢产量居世界第一位。急剧增长的消费刺激了钢材、有色金属等大宗材料的生产设备迅速开展，以稳产高效、节能降耗为根底，对现有选矿设备进行革新改造在各企业得到广泛重视，并得到迅猛开展。 在选矿生产中，球磨是整个选矿工艺流程的最关键环节，磨矿作业在选矿厂的基建投资和生产费用中占较大比重。同时，磨矿也是整个选矿厂的“瓶颈作业环节，直接关系到选矿生产的处理能力、磨矿质量，对整个选矿厂的经济技术指标有重大影响。选矿业的大开展，刺激了球磨机制造技术的开展创新，各种球磨机应用技术研究在生产实践中得到迅速深化，球磨机进一步向大型化、高自动化、低能耗方向开展。 在国际上大中型球磨机制造方面，采用滚动轴承替代滑动轴承成为一种趋势。随着我国制造业的迅速开展，滚动轴承制造水平日新月异，为在球磨机上使用滚动轴承替代传统的滑动轴承创造了条件。 资源是国民经济开展的支柱，然而随着我国经济的快速开展，资源紧缺问题日趋严重，资源的相对缺乏已成为制约我国经济开展的一大隐患，经济快速开展与资源相对紧缺的矛盾日益凸显出来。节能降耗，减污增效是我国企业的开展方针，坚持开发与节约并举，节能优先，效率为本的原那么，为国家节约能源，为企业创造效益。本着以上原那么我矿(北京云冶矿业有限责任公司)2007年10月对2736溢流型球磨机和2721格子型球磨机进行了节能技术改造。本课题研究目的是通过在球磨机上应用国产滚动轴承替代传统的滑动轴承，进一步提升球磨机作为选矿主体设备的应用水平，推动滚动轴承式球磨机在黑色冶金矿山选矿行业、水泥行业、有色金属选矿业的应用，促进整个磨机制造业的整体进步，为进一步降低能耗，提高企业整体经济效益发挥作用。1球磨机设备综述1.1根底材料产业现状 钢材、有色金属和水泥等是国民经济最重要的根底结构材料，也是使用量最多的功能性材料。改革开放以来，随着我国国民经济的迅速开展，钢材、有色金属和水泥等材料消耗量大幅攀升。1999年，我国生产的钢材、有色金属和水泥等三种大宗材料产量分别为1.2395 亿吨、699.7万吨、5.27亿吨，而到了2003年，上述三种大宗材料的产量已经分别到达2.4119亿吨、1205万吨、8.62亿吨。特别是2003年中国的钢产量首次突破2亿吨，连续第八年钢产量居世界第一位，也成为全球第一个年产钢量突破2亿吨的国家。2003年，中国粗钢产量超过了日本和美国粗钢之和。世界都在关注中国难以置信的钢铁产量,中国钢铁行业乃至整个社会都在思考,作为一个人均占有资源极为匮乏的开展中国家,工业如何平衡、和谐开展至关重要，我国最终确立了建设节约型社会的开展纲领。整个社会各行各业都在围绕节约能源、提高综合经济效益而努力。按照科学开展观和走新型工业化道路的要求，钢铁材料产业的开展方向是：“提高质量，开展品种，节约资源，环境协调，降低本钱。新一代钢铁制造流程目标确定为：开展绿色、高效即节能的冶金制造技术。作为钢铁行业的根底产业的选矿业，随着钢铁产业的膨胀也得到迅速提升。在选矿生产中，球磨作业是整个选矿生产工艺流程的最关键环节，发挥着承上启下的作用。磨矿作业在选矿厂基建投资和生产费用主要是电耗、钢耗中占较大比重，也是整个选矿厂的“瓶颈作业环境，直接关系到选矿生产的处理能力、磨矿产品质量，对后续作业指标乃至整个选矿厂的经济指标产生重大影响。钢铁的急剧开展，激发了作为钢铁产业根底的选矿业的大开展，进一步刺激了球磨机制造技术的开展创新。各种球磨机应用技术研究在生产实践中得到迅速深化，球磨机进一步向大型化、高自动化、低能耗方向开展。1.2磨矿机概述1.2.1磨矿机机理与分类 矿石的磨碎是在磨矿机机体中进行的，圆筒形磨矿机有一个空心圆筒，圆筒两端是带端盖的空心轴颈，轴颈支承在轴承上。圆筒内装有各种破碎介质，如钢球、铁球、钢棒或砾石等，当圆筒绕水平轴线按照规定的转速回转时，装在筒内的破碎介质和矿石在离心力和摩擦力的作用下，随着筒体运动到一定高度，当磨矿介质的自身重力大于离心力时，脱离筒体内壁抛射下落，产生冲击而击碎矿石。同时，磨矿机在运转过程中，筒内磨矿介质相互间有滑动，对矿石也有一定研磨作用，所以矿石的磨碎主要靠破碎介质落下时的冲击力和运动时产生的研磨作用。 矿石由圆筒一端的空心轴颈不断给入，而磨碎以后的产品经过圆筒另一端的空心轴不断排出，筒内矿石的移动是利用不断参加矿石的压力来实现的。湿磨时，矿石被水流带走，干磨时，矿石被抽出筒外的气流带走。 球磨机是钢材、有色金属和水泥等部门不可缺少的重要设备。从矿山开采的各种矿石需要到达单体别离，才能满足工业生产要求。要实现单体别离，就需要将开采的矿石进行破碎、磨碎，然后进行分选。在选矿工业中，矿物颗粒成细粒、微粒嵌布，要别离他们，必须磨细至0.3-0 .1毫米，有时甚至需要磨至0.05-0.074毫米以下才能实现单体别离，所以磨矿作业在选矿工业流程中占有重要位置。 磨矿机按照磨矿介质的不同可分为:球磨机(介质为钢球或铸铁球)；棒磨机(介质为钢棒)；砾磨机(介质多是磨圆的卵石子)；自磨机(被磨矿石作磨矿介质)。球磨机可以破碎各种硬度不同的矿石，其破碎比可以到达200以上。球磨机的给矿粒度一般不大于65毫米，最适宜的粒度为6毫米以下，产品粒度在15-0.075毫米之间。棒磨机用在矿石成粗粒嵌布的钨矿、锡矿的磨矿处理上，也可用在球磨机前作粗磨，其给矿粒度一般不超过20-25毫米，产品粒度多在3毫米以下。目前，国内选矿工业中，球磨机是使用最为广泛的磨矿设备。 按照筒体的形状，磨矿机又可分为圆锥形和圆筒形两种，而圆筒形磨矿机又可分为短筒型和管型。短筒型球磨机的筒体长度一般小于等于两倍的筒体直径，管型的磨矿机的长度那么不小于筒体直径的3倍。管型磨矿机主要用于水泥工业，短筒圆锥形主要用于有色金属矿石与黑色金属矿石的粗磨、细磨作业。 按照排矿方式的不同，磨矿机可分为中心排矿和格子排矿两种。中心排矿式磨机的磨矿产品是经过磨矿机排矿端的中空轴颈自由溢流，为此筒内矿浆水平必须高于排矿轴颈最低母线的水平，这种磨矿机又叫溢流型磨矿机。格子排矿式磨机是在筒体排矿端安装有排矿格子，磨矿产品经过格子板的空隙排出，这种磨矿机又叫格子型磨机，多用在磨矿产品细而均匀的场合。 按照筒体支撑方式的不同，磨机分为轴承支承、托辊支承、轴承和托辊混合支承。轴承支承被广泛采用在各种磨机生产中。 按照筒体传动方式分为:周边齿轮传动、摩擦传动及中央传动三种。短筒型和锥形球磨机、自磨机广泛采用周边齿轮传动，管型棒磨机多用中心传动。溢流型球磨机与格子型球磨机构成溢流型球磨机与格子型球磨机主要由进料部、出料部、筒体部、轴承部、传动部、润滑系统等构成。我矿使用的有2736和2721型球磨机,传动形式均为边缘传动。2736为湿式溢流型球磨机，2721为湿式格子型球磨机。传动部和轴承部可互换，轴承部所用轴承均为滑动轴承，采用稀油站润滑。 2736湿式溢流型球磨机筒体直径为2.7m，长3.6m。这种磨机在粉磨时，磨矿产品经排矿端的中空轴径自由溢流而出，出料口设计有反向螺纹，大颗粒返回磨机，小的颗粒流入筛子，筛下的物料流入磁选机，筛上物流入泵坑，由渣浆泵再抽送到2736磨机中重新被磨碎。我矿此磨机在二段使用。动力采用400KW同步电动机直接驱动，电压为6000V。球磨机外型如图1所示。2721为湿式格子型球磨机，筒体直径为2.7m，长2.1m。此类磨机磨矿产品经位于排矿端的格子板的孔隙排出后，再经中空轴径流出，由出料口流入筛子，筛下的物料流入磁选机，筛上物流入泵坑，由渣浆泵再抽送到2736磨机中重新被磨碎。此磨机在我矿用于一段。动力由280KW异步电动机带动减速机驱动，电压为6000V。球磨机外型如图2所示。2 滑动轴承球磨机分析2.1轴承易烧损球磨机作为一种重型机器，其主轴承支撑着整个回转部的重量，另外，轴承还承受研磨体及物料抛落而产生的冲击负荷。因此，主轴承球面瓦的烧损直接影响整台设备的正常运转，从而影响整个选矿生产线的运行。在实际生产中，滑动轴承的球面瓦经常发生抱瓦，最终造成重大损失。具体原因包括三个因素： 1轴瓦制造因素 轴瓦合金材质问题、铸造问题和加工质量缺陷，是导致轴瓦质量问题的主要原因之一。轴瓦成分不达标，合金组织不均匀，直接影响轴瓦性能。轴瓦合金和瓦座之间浇注质量差，合金与瓦体有脱壳现象，导致合金脱落；有气孔、裂纹、砂眼、夹渣、伤痕等缺陷，轴瓦尺寸精度不高，外表光洁度差等。要解决这些问题，就必须严格化验轴瓦合金的化学成分，要保证其不低于GBII74?铸造合金?中的规定，轴瓦合金加工精度必须到达技术要求，加工后，要认真检测，通过小锤敲击合金外表，听其生音、感其弹力来鉴别是否有脱胎、夹层等现象。必要时可以通过局部铲、钻、刮进行简单探伤，以鉴别是否有有气孔、裂纹、砂眼、夹渣、外表组织偏析等铸造缺陷。因材质原因及铸造缺陷造成球面座的刚度不够，在主轴承承受重载荷时，球面座变形，将球面瓦“抱死。如何保证球面座材质符合JB/ZQ40005铸件通用技术要求，要保轴承座材质和合理的铸造工艺，防止出现铸造缺陷，是提高球面瓦运行质量的重要措施。 在制造球磨机过程中，中空轴的加工质量也直接影响球面轴瓦正常运转。因此，中空轴颈加工精度及外表粗糙度比拟关键，要严格控制中空轴径的加工质量，使其具有较好的形位公差是极为重要的。 2设备安装因素 球磨机主轴承座水平标高误差及纵向、横向水平度超标，磨体运转受热膨胀伸长，使轴与轴瓦间隙变小，严重时把轴瓦推出球面接合面，使轴和轴瓦呈线性接触，接触应力急剧增加，磨损加速，此为滑动轴承烧损的另一原因。另外，当轴瓦与中空轴接触角过小或过大，以及接触点达不到要求，也可能造成上述后果。 针对上述原因，在安装时必须保证两主轴承座纵向中心线重合，控制不重合允差为0.5mm，横向中心线平行，且只允许出料端低于进料端，控制在0.5mm以内，瓦口油偰尺寸应符合设计与安装要求，保证轴与轴瓦间形成油膜。要注意润滑系统的密封，防止侵入灰尘。(3)操作因素由于润滑油的粘度过低或油质不好，以及混入杂质或润滑油没有定期更换，也会导致轴瓦烧损。要解决这个问题，必须选择优质的润滑油。这样，可在摩擦外表间形成良好油膜，减小磨体对轴瓦的冲击，减小振动，降低摩擦阻力，降低功率消耗。因此，控制润滑油质量尤为重要。另外，轴瓦冷却系统水质存在问题也可造成轴瓦烧损。当冷却水质较差时，有泥沙集聚在瓦体内形成泥垢，使冷却水起不到应有冷却作用。要使用洁净的冷却水，不得使用未经处理的冷却水。在磨机的日常维护中，要确保润滑系统运行良好 ，防止造成供油减少或润滑中断，定期检修、维护，保证磨机工作在良好润滑状态下。通过严格控制生产制造工艺和质量，精心安装，保证轴瓦间可靠形成油膜，并有完善的冷却系统、稀油润滑系统，加之科学的维护管理，可有效控制轴瓦烧损，从而使设备良好运行，但这些措施无法从根本上解决球磨机烧瓦问题。2.2 电机易烧损交流电动机以结构简单、运行可靠、维护方便、价格廉价等特点，得到了广泛的应用。 随着球磨机不断向大型化开展，电动机容量越来越大，也暴露出许多新问题，电机容易烧毁。分析原因，主要是滑动轴承的使用，摩擦阻力较大，电机启动电流过大，传统滑动轴承2700 X 3600球磨机通常使用40OkW同步电动机，经测量，当球磨机正常启动时，电机启动电流能够到达其额定电流的5-7倍，对供电设备要求较高，直接威胁设备平安。启动电流过大，正常驱动转矩却只有电机额定转矩的0.4-1.2倍，对于球磨机类启动转矩比拟大的负载，为了能正常起动，必须增加电机容量，势必造成电机“大马拉小车现象。3 滚动轴承应用随着轴承制造业的开展，大型滚动轴承制造水平不断提高，在国际上的大中型球磨机，主轴承部由传统的滑动轴承逐渐被滚动轴承所取代。近些年来，随着国内轴承制造业的迅速开展，滚动轴承在球磨机上也转入实际应用阶段。在国产球磨机主轴承上使用国产的滚动轴承，取得了较好的节能效果。滚动轴承球磨机与滑动轴承球磨机进行节能比拟的根底是:矿石种类、性质、碎磨生产流程、加装钢球规格、加装钢球量和操作制度一致。3.1 磨擦功耗分析摩擦力矩是多种因素综合作用的结果，包括滚动摩擦、滑动磨擦、固体间摩擦和润滑剂的黏性阻力等。 滑动轴承摩擦功耗分析使用滑动轴承的球磨机在运转中，轴颈与轴瓦的接触面积最少达75% ，摩擦力矩大，能量消耗高，这是球磨机能耗高的重要原因。滑动轴承摩擦功耗计算式为:P=T=63.7×F×D××式中 : T-滑动轴承的摩擦力矩 N·m；F-轴承所承受的载荷 N；D-中空轴直径 mm；-摩擦系数 取0.01；-球磨机运转角速度=2n /60。传统的球面瓦滑动轴承在正常运转时的摩擦功耗理论上约占装机容量的29%左右。3.1.2 滚动轴承摩擦功耗分析瑞典SKF公司通过大量的磨擦力矩测量，提出了基于经验数据的滚动轴承摩擦力矩计算方法，通过一系列计算得出滚动轴承摩擦力矩计算公式:M=M0+M1=9.6×10-8×D3+5×10-3×F×D式中 : M 滚动轴承的摩擦力矩，N.m；Mo 与轴承类型、润滑剂的黏度和数量、轴承转速等有关，而与负荷无关的摩擦力矩 ，N·m；M1 主要是弹性滞效和接触外表差动滑动的摩擦损耗，N·m；D 轴承平均直径 ，mmF 轴承所承受的载 荷，N那么滚动轴承摩擦功耗为:P=M=(9.6×10-8×D3+5×10-3×F×D)×根据理论分析可知，球磨机主轴承使用滚动轴承后，磨机的摩擦功耗理论上将减少99%。考虑到制造、安装、润滑等实际工况，可取M/T=10% ，即主轴承使用滚动轴承的摩擦功耗仅为滑动轴瓦的1/9。可以得出结论:改变主轴承的结构形式，滚动轴承替代滑动轴承是实现球磨机节能的重要途径。3.2 作业环境分析球磨机使用滑动轴瓦的优点是顺应性,嵌藏性好,抗胶合能力较强，缺点是传动时的摩擦阻力大，磨机能耗高。同时，频繁刮瓦费时费力，而且影响磨机的运转率，维护费用高。按照ø2100 X 3000球磨机24小时连续作业计算，每停机一小时，直接影响矿石处理量40吨，影响矿粉生产11.4吨，每吨矿粉产值按800元/吨计算。按照更换维修一套轴瓦需要24小时计算，影响矿粉产值将近22万元，即Q= 11.4X24X800=218880元所以，稳定球磨机运行，提高设备完好率，是提高选矿生产综合经济效益的重要途径。在球磨机上使用滚动轴承代替滑动轴承，大大减少了每年轴瓦更换维修次数，还可显著降低球磨机的能耗，而且管理维护都很方便。但球磨机工作低速、重载、磨体大，使用环境恶劣，长时间工作时筒体因受热产生轴向窜动。低速对于使用滚动轴承是有利因素，而磨体大那么两轴承间的中心距相应大，又要求轴承能够调心，筒体制造及运行过程中因产生挠度而导致的不同轴，会对轴承产生不利的影响，甚至损坏轴承，使用环境恶劣对滚动轴承密封提出了十分苛刻的要求，假设密封不严，外界的水气、泥浆、粉尘等物质进入，会引起轴承滚道的颗粒摩损，对轴承零件和润滑剂造成侵蚀，降低滚动轴承的使用寿命。因此，基于刚性密封的传统思路，无法保证转动部位在这种环境下的密封要求。因为这里不仅存在着贴合不严的问题，而且还存在着密封介质老化和实际应用中能否及时更换的问题:球磨机的上述特点，对使用滚动轴承增加了一定的难度。国内从上世纪七十年代起就有人研究滚动轴承球磨机，但限于当时轴承设计制造、材质、加工水平及造价等因素的制约，特别是密封和调心轴承等技术障碍未能攻克，使滚动轴承未能在球磨机上得到推广应用。随着我国改革开放的不断深入，国内大型轴承制造业迅速开展，借鉴国外先进技术的根底上，洛阳轴承厂等一些大型骨干轴承生产专业厂家系统地解决了大型轴承材质、轴承调心、轴承密封、热处理等一系列制造技术难题，国产滚动轴承制造水平有了质的提高，为球磨机选用大型滚动轴承替代滑动轴承提供了物质保障。通过以上分析我矿北京云冶矿业有限责任公司决定在2007年10月对矿上使用的2721和2736球磨机进行了改造。3.3 轴承寿命计算因2736和2731两台磨机的轴承部相同，2721所受力比2736要小，所以下面均按2736磨机的受力分析计算。3.3.1 轴承寿命选择合理地确定轴承的使用寿命对于轴承使用和轴承生产都是至关重要的。这是因为轴承寿命的预估时间过长或过短对使用都是极为不利的。寿命过长会使轴承尺寸过大，轴承过重，使用的轴承材料本钱过高，制造工艺过于复杂，给用户造成不必要的浪费，轴承寿命时间过短，势必造成极为频繁的停机，用来频繁更换轴承，造成较大的人力、物力损失，更主要的是直接影响了球磨机所在的选矿系统生产的连续性，对选矿生产的影响是非常深远的。根据球磨机这种矿山机械重载、低速、24小时连续作业、可靠性要求高的特点，参考目前我们国家的轴承制造工艺水平，我将球磨机的滚动轴承使用寿命设定为10年(年作业时间为360天)，计算轴承使用寿命为:Y=10×360×24=86400(小时)这样可以使球磨机到达很好的经济效果。正确地确定轴承的负载至关重要。将球磨机筒体- 端盖受力情况简化如图3所示。A端为进料，B端为出料，考虑到B端出料侧有传动大齿圈，出料端轴承载荷较进料侧大，故此轴承载荷以B点载荷为依据。 图 3 球磨机筒体轴简化受力图根据受力分析可得：FB=(G4L4+G3L3+G2L2+G1L1)/ L 其中：G4一进料端盖重力，G4=94140NL4进料端盖重心到轴承中点距离,即AC距离,L4=0.4m.G3筒体内磨球介质和简体总重力，G3=987180NL3两轴承中点到A支点间距离,即AO距离,L3=2.65m.G2大齿圈重力， G2=58570NL2大齿圈重力作用点D至轴承中点A距离，L2=4.52m.G1出料端盖重力 ，G1=97700NL1 出料端盖重力到轴承中点A距离，L1=3.8m.所以FB=(94140X0.4+626810X2.65+58570X4.52+97700X3.8)/ 5.3=684639.1N 当滚筒旋转时，轴承除承受静负荷外，还必须承受由磨料产生的巨大冲击载荷。利用冲击系数fz=2.5来考虑冲击载荷，那么轴承承受的径向负荷为:F=fzXFB=2.5X684639.1=1711597.8(N) 由于轴承只受径向力作用(轴向力很小,可以忽略不计)。所以每个轴承承受的当量动负荷等于径向负荷:Lp=F=1711597.8N轴承理论计算公式为:C=fhfpLp/fnfT 式中 :fn 轴承转速系数，轴承转速:21.7转/分，fn=1.1.Fh为轴承寿命系数,由轴承寿命:86400小时，fh=4.69.fp为负荷数,取fp=1因为前面己经用冲击系数考虑了附加负荷。FT为温度系数,取fT=1,因为轴承使用温度不超过100°CC为轴承需要的额定动负荷，是选择轴承的依据。由此 ，C =4.69X1X1711597.8/1.1X 1 =7297630.7(N).3.3.2 轴承选择除了负荷的大小外，在选择轴承时，还要充分考虑负荷的作用方向。在滚动轴承应用过程中，当轴的中心线相对于轴承产生微小的倾斜时，当该倾斜处于轴承的允许角度误差范围内时，不应影响轴承的正常工作。根据对球磨机结构特点进行力学分析可以看出，球磨机的主轴承主要承受来自筒体部、进料端盖部、出料端盖部、球磨机内部填充料(钢铁磨球、矿浆、矿石等)产生的径向载荷，同时由于矿浆的流动、导料螺旋槽的作用，以及球磨机筒体部、端盖部等因制造精度误差的影响，都产生一定的轴向力。加上球磨机载荷较大，选择双列调心滚子轴承作为球磨机改造使用滚动轴承的根本型号。因两轴承之间距离比拟大(2736磨机轴承跨距5300mm)，应考虑滚筒的挠曲引起的静态和动态不同心。还应考虑到两个轴承座孔之间的同心误差。因此，滚筒的两个耳轴应选用调心滚子轴承支承的同时，把驱动端作为定位轴承，进料端作为浮动轴承。从轴的强度以及互换性考虑，安装轴承部位的直径不小于800mm ,考虑到保持球磨机生产率的需要，进料端盖与出料端盖的中空局部的结构尺寸应该保持不变，考虑到满足端盖轴颈的强度和结构设计需要，我们将轴承内径尺寸确定为1000毫米。结合轴承标准系列，230/1000轴承的额定动负荷为11400000N,计算得出的滚动轴承最大额定动负荷为7297630.78N，所以可以肯定:选择的230/1000滚动轴承完全可满足球磨机轴承需要的额定动负荷，方案适宜。4 球磨机的改造设计2736湿式溢流型球磨机筒体直径为2.7m，长为3.6m，运转时的重量约为98.718吨；2721湿式格子型球磨机筒体直径为2.7m，长为2.1m，运转时的重量约为84.132吨，这两台球磨机的轴承部是相同的，所以在改造时也按相同考虑，即选用的轴承相同。磨机轴承的中心距与改造前一致，即2736型磨机的轴承中心距为5300，2721格子型球磨机的轴承中心距为3930，轴承水平中心距底座高度均为900。主要是为了不用改动轴承底座，水泥根底不用重做。如此设计，不改变磨机的根本参数，对磨机的产量和物料的细度没有任何影响。需设计和改动的零件如下。4.1 进料端盖和进料口 球磨机的中空轴均在进料端盖和出料端盖上，即两个轴承分别安装在进出料端盖上。原进料端盖安装轴承的中心位置不变，只是将该处的直径设计为1000，宽度308，宽度沿中心对分，安装轴承部位设计成上差，安装定位套处设计成下差。在进料端盖和进料口的空隙处图 4添加了沥青，但有时添加不满，容易由缝隙处沿进料口和进料端盖接合面处向外漏浆，从而进入轴承，影响到轴承的使用和寿命。为了防止浆体从端面处溢出，在进料端盖与进料口的接合面处设计出一个密封槽，安装专用密封圈用如图4。如此设计，原进料端盖和进料口的模型不用变动，只是在加工时，稍有变化。原有进料端盖备件和改造换下的零件将轴承部位补焊后车至设计尺寸，进料口只需在端面处车出一密封槽，即仍可作为备件使用。4.2 出料端盖与出料口出料端盖与出料口的改动与进料端盖和进料口根本一致，原出料端盖安装轴承的中心位置不变，只是将该处的直径设计为1000，宽度308，宽度沿中心对分，安装轴承部位设计成上差，安装定位套处设计成下差。在出料端盖和出料口的空隙处添加了沥青，但有时添加不满，容易由缝隙处沿出料口和出料端盖接合面处向外漏浆，从而进入轴承，影响到轴承的使用和寿命。为了防止浆体从端面处溢出，在出料端盖与出料口的接合面处设计出一个密封槽，安装专用密封圈如图5。密封圈与进料端盖处的相同。如此设计，原出料端盖和出料口的模型不用变动，只是在加工时，稍有变化。原有出料端盖备件和改造换下的零件将轴承部位补焊后车至设计尺寸，出料口只需在端面处车出一密封槽，即仍可做为备件使用。图 54.3 轴承部的设计轴承座采用水平中分式，轴承座的地脚孔各部尺寸及下底面尺寸与根底底座相同，中心高为900。轴承上盖宽度与轴承座部位相同，只是在上盖的中心位置设计出两个孔，一个是为安装温度传感器用，另一个为了安装自动加油润滑管用。在轴承座和轴承上盖对应处分别设计出两个槽如图4和图5，用于密封和轴承端盖的定位。轴承端盖与轴套处采用毛毡密封，用压该压紧。内侧轴承端盖与中空轴外径处 的密封也采用毛毡，用压盖压紧。4.3.1 XMT-102数显温度控制仪它是新一代工业自动化温度检测控制仪表，它采用大规模集成电路，具有显示精度高，控制性能好，读数清晰，体积轻巧，安装方便等优点。工作环境温度：0-50ºC，相对湿度30-85%的无腐蚀性气体场合，我矿球磨机所在车间室温不低于6ºC，小于36ºC，正好符合要求。并且工作电源220V，50HZ，功耗小于5W，特别节能。报警方式是：上下限报警。但因室温不低于6ºC，所以无需设置下限报警。测量范围较高，为0-400ºC。使用简单：将温度传感器装入主轴承上盖的孔中，与仪表连线接好后，将拨码开关拨至所需测量温度的上限值，数字显示的是被测对象的实际温度值，当实际温度值低于设定值，绿灯亮，当实际值高于设定值时，接通报警装置报警。使工作人员能及时知道轴承处的温度已超过最高设定值，应立即停车，查明温度过高的原因，防止设备事故的发生。4.3.2 GRH型锂基脂自动加油润滑系统采用此自动加油系统，可以做到定时定量加油。该装置由电机、多点干油泵、输油管，油嘴等组成。该装置可以对本机的润滑点进行强制润滑，润滑的时间和间隔由数显时间继电器设定并控制，因而实现了自动集中润滑，保证各个工作部位正常运转。我矿两台磨机设定的是每天加油一次，由轴承上盖处的加油管注入，油经轴承中间的润滑槽流入滚动体并向轴承端盖处流动，这样可保证轴承内的油总是新鲜的。5 改造后的效果 改造后2736湿式溢流型球磨机和2721湿式格子型球磨机的外形图分别为图6和图7。我矿2736溢流型球磨机和2721格子型球磨机，轴承部位通过此次节能技术改造，经过一年多的运转，节能效果明显，轴承运转非常平稳。通过传感器对轴承部位温度的检测显示，温度根本在20°C-43°C范围内，小于轴承允许的最大65°C的温度。2736 溢流型球磨机改造前运转电流为38A左右，改造后电流为32A左右；2721 图 6格子型球磨机改造前电流为28A,改造后为23A。节约电量10-15%，滚动轴承不需日常维护，省去了刮瓦，检修等工序，没有故障，管理方便。取消了稀油润滑站稀油润滑站上有两台3KW电机，节油70%，无需备品备件，每日加一次润滑油，由自动加油机每日定时定量加油，便捷干净，同时也消除了油污污染问题；由于取消了稀油润滑站，两台3KW电机也被同时取消，每台磨机每日又可节电120度左右。由于改用了脂润滑，使得润滑系统简单可靠，防止了由于稀油站系统中某个环节出现问题而造成的油温升高而停机的现象。在原研磨体装载量不变的情况下，启动电流下降40%，运转电流下降10-25%。 图 72721球磨机 6、此项技术改造存在的问题此项技术改造只适用于运转平稳、冲击小的球磨机，对于入料带勺体的场合不适用。因为在运转时物料对磨机的冲击较大，对轴承的寿命影响较大，对于特大型球磨机也不适用。因为大型磨机中装入的研磨介质重量大，在运转中磨机受到的冲击也大，其对轴承的影响大。对于以上磨机的改造我们正在摸索当中。相信不久的将来也将变为可能。 7、结束语 资源是国民经济开展的支柱，然而随着我国经济的快速开展，资源紧缺问题日趋严重，资源的相对缺乏已成为制约我国经济开展的一大隐患，经济快速开展与资源相对紧缺的矛盾日益凸显出来。节能降耗，减污增效是我国企业的开展方针，坚持开发与节约并举，节能优先，效率为本的原那么，为国家节约能源，为企业创造效益。本着以上原那么我矿2007.10对2736湿式溢流型球磨机和2721湿式格子型球磨机进行了节能技术改造，实践说明改造的效果明显，到达了节能降耗的目的。此次改造只是球磨机其中一点的改造，在企业在矿山，还有许多需要改造的地方，相信通过这些改造将为国家节约大量的资源。 在此次的工作中得到了朝阳矿山机械厂张达明高级工程师和北京科技大学远程教育学院密云教学部李玉凤老师的指导和帮助，在此表示衷心的感谢！参考文献：中国选矿设备手册上册 科学出版社出版 P297-301 矿山机械2007年2月刊 矿山机械杂志 P153-154 轴承型录 瓦房店冶金轴承集团2004年4月出版 P276 机械设计根底 主编：李威 王小群机械工业出版社出版 P247-260 材料力学第二版上册 主编：刘鸿文 高等教育出版社出版 P170-190