搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法
【專利摘要】一種搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法，用來設計一種新式磨機主軸承，其設計包含靜動壓軸承設計、自位調心部位設計、軸瓦冷卻設計、軸承潤滑系統(tǒng)設計、低壓給油裝置設計、環(huán)形密封結構設計和測溫裝置設計七個設計部分。用該方法設計的搖桿式主軸承具有調心更靈活、冷卻軸瓦更有效、密封更合理、溫控更迅速的優(yōu)點；減少了軸承靜阻力矩和瓦面磨損，消除了舊式大型磨機啟動停車時經(jīng)常燒瓦的現(xiàn)象，同比節(jié)能5%~10%。
【專利說明】搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及軸承的設計領域，尤其是一種搖桿式靜動壓磨機主軸承的設計方法?！颈尘凹夹g】
[0002]筒式磨機是廣泛應用于礦山、冶金、水泥、化工、電力等行業(yè)磨礦作業(yè)的重要設備之一，筒式磨機重量大，造價高，功耗多，操作費用昂貴，對于企業(yè)投資及操作運轉經(jīng)濟合理性有很大影響。
[0003]磨礦作業(yè)的動力消耗很大。在選礦廠，電耗一般為6~30kWh/ t，約占整個選礦廠電能消耗的30%~75%，有時高達85% ;在水泥廠，電耗可達5(T60kWh/ t，占水泥廠電能能耗的50%以上。磨礦作業(yè)運轉費用占整個選礦廠生產費用的40%飛0%，磨礦設備投資費用占總費用60%左右。
[0004]磨機屬于連續(xù)運轉作業(yè)設備，一旦出現(xiàn)故障，將影響整個工藝系統(tǒng)的正常運行，尤其對于電廠直吹制粉系統(tǒng)及選廠磨礦作業(yè)，所造成的減產損失將是巨大的。
[0005]因此，就生產的重要性和經(jīng)濟效益而言，研究磨機設備的穩(wěn)定運轉及降低無用功耗很有必要。
[0006]磨機主軸承起支承 磨機筒體回轉之作用，是筒式磨機的重要部件之一，舊式磨機主軸承的摩擦損耗約占磨機總能耗的10%~15%，是磨機設備運轉過程中最大的無功能耗消耗源。
【發(fā)明內容】
[0007]為了克服球面瓦舊式磨機主軸承結構的設計缺陷，本發(fā)明提供一種搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法。
[0008]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:該搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法包括以下各部分的設計。
[0009]1、靜動壓軸承設計:軸承襯瓦面開設動壓孔，磨機起動與停車前開起高壓泵站，筒體在靜壓作用下浮升，減少了軸承阻力矩和瓦面磨損；當磨機正常運轉后，停止高壓泵站，磨機在動壓潤滑狀態(tài)下運行，可以實現(xiàn)動壓潤滑，即能確保磨機在全油膜狀態(tài)下工作。
[0010]2、自位調心部位設計:自位調心部位采用擺動式調節(jié),鞍座為柱面,而軸承襯背為鼓形面，鞍座包容軸承襯，兩者接觸的幾何形狀為短弧線，由于存在應力變形，實際為窄弧面，軸承襯在鞍座表面沿軸向可作純滾動，較球面接觸更靈活。
[0011]3、軸瓦冷卻設計:該設計采用聯(lián)合冷卻方式，在油潤滑冷卻的同時，軸承合金襯采用蛇形管通水冷卻，在軸承襯體中開設梯形溝槽，澆注合金時，埋入冷卻水管，直接冷卻軸承合金。
[0012]4、軸承潤滑系統(tǒng)的設計:為使軸承實現(xiàn)動靜壓功能及保證磨機安全運轉，該軸承設計有3套潤滑系統(tǒng)，即靜壓啟動及停車潤滑系統(tǒng)、正常工作潤滑系統(tǒng)和備修系統(tǒng)。
[0013](I)靜壓啟動及停車潤滑系統(tǒng):靜壓啟動15min，待磨機筒體浮起正常轉動后，開動磨機；當磨機正常運轉后，關停高壓系統(tǒng)；系統(tǒng)動作采用PLC可編程序控制器實現(xiàn)自動控制。
[0014](2)正常工作潤滑系統(tǒng):磨機正常運轉時，采用低壓自動循環(huán)油潤滑；該系統(tǒng)與高壓泵同時開動，并與磨機同時工作，以保證磨機正常工作時的主軸承潤滑。
[0015](3)備修系統(tǒng):對應于每個主軸承，在高低壓泵站上都裝置一個手動高壓泵，以供檢修設備或在異常情況下使用。
[0016]5、低壓給油裝置設計:低壓給油裝置由活接頭與淋油管相聯(lián)，再與軸承蓋的內錐螺紋接頭相接，方便了淋油管位置調整；淋油口由舊式軸承鉆孔型式改成間斷開槽，使淋下的油形成瀑布，使給油更加均勻。
[0017]6、環(huán)形密封結構設計:該設計采用活塞環(huán)式或橡膠環(huán)槽干油密封結構，活塞環(huán)式或橡膠環(huán)與軸頸之間留有間隙，用干充油潤滑脂，實現(xiàn)密封。
[0018]7、測溫裝置設計:該軸承測溫采用端面鉬熱電阻，WZP2M-301型式，時間常數(shù)為15s，其觸頭與軸頸接觸。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:用該方法設計的搖桿式主軸承具有調心更靈活、冷卻軸瓦更有效、密封更合理、溫控更迅速的優(yōu)點；減少了軸承靜阻力矩和瓦面磨損，消除了舊式大型磨機啟動停車時經(jīng)常燒瓦的現(xiàn)象，同比節(jié)能59TlO%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0021]圖1為磨機主軸承結構圖。
[0022]圖2為高壓油腔結構圖。
[0023]圖3為低壓給油裝置圖。
[0024]圖4為活塞環(huán)式干油密封結構圖。
[0025]圖中，1、軸承底座，2、鞍座，3、軸瓦，4、壓板，5、軸承蓋，6、環(huán)形密封，7、淋油管，8、端面測溫電阻，9、動壓孔，10、活接頭。
【具體實施方式】
[0026]該搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法包括以下各部分的設計。
[0027]1、靜動壓軸承設計:如圖1左視圖所示,鞍座(2)固連在軸承底座(I)上,軸承襯瓦面(3)開設動壓孔(9)，磨機起動與停車前開起高壓泵站，筒體在靜壓作用下浮升，減少了軸承阻力矩和瓦面(3)磨損；當磨機正常運轉后，停止高壓泵站，磨機在動壓潤滑狀態(tài)下運行，可以實現(xiàn)動壓潤滑，即能確保磨機在全油膜狀態(tài)下工作。
[0028]2、自位調心部位設計:自位調心部位采用擺動式調節(jié)，鞍座(2)為柱面，而軸承襯背為鼓形面，鞍座(2)包容軸承襯，兩者接觸的幾何形狀為短弧線，由于存在應力變形，實際為窄弧面，軸承襯在鞍座(2)表面沿軸向可作純滾動，較球面接觸更靈活。
[0029]3、軸瓦(3)冷卻設計:該設計采用聯(lián)合冷卻方式，在油潤滑冷卻的同時，軸承合金襯采用蛇形管通水冷卻，在軸承襯體中開設梯形溝槽，澆注合金時，埋入冷卻水管，冷卻水管通過軸瓦端部的壓板(4)通往軸瓦內部直接冷卻軸承合金。
[0030]4、軸承潤滑系統(tǒng)的設計:為使軸承實現(xiàn)動靜壓功能及保證磨機安全運轉，該軸承設計有3套潤滑系統(tǒng)，即靜壓啟動及停車潤滑系統(tǒng)、正常工作潤滑系統(tǒng)和備修系統(tǒng)。
[0031](I)靜壓啟動及停車潤滑系統(tǒng):靜壓啟動15min，待磨機筒體浮起正常轉動后，開動磨機；當磨機正常運轉后，關停高壓系統(tǒng)；系統(tǒng)動作采用PLC可編程序控制器實現(xiàn)自動控制。
[0032](2)正常工作潤滑系統(tǒng):磨機正常運轉時，采用低壓自動循環(huán)油潤滑；該系統(tǒng)與高壓泵同時開動，并與磨機同時工作，以保證磨機正常工作時的主軸承潤滑。
[0033](3)備修系統(tǒng):對應于每個主軸承，在高低壓泵站上都裝置一個手動高壓泵，以供檢修設備或在異常情況下使用。
[0034]5、低壓給油裝置設計:如圖3所示，低壓給油裝置由活接頭(10)與淋油管(7)相聯(lián)，再與軸承蓋(5)的內錐螺紋接頭相接，方便了淋油管(7)位置調整；淋油口由舊式軸承鉆孔型式改成間斷開槽，使淋下的油形成瀑布，使給油更加均勻。
[0035]6、環(huán)形密封(6)結構設計:該設計采用活塞環(huán)式或橡膠環(huán)槽干油密封結構，密封結構如圖4所示，活塞環(huán)式或橡膠環(huán)與軸頸之間留有間隙，用干充油潤滑脂，實現(xiàn)密封。
[0036]7、測溫裝置設計:該軸承測溫時的端面測溫電阻(8)采用端面鉬熱電阻，WZP2M-301型式，時間常數(shù)為15s，其觸頭與軸頸接觸。
[0037]本發(fā)明的有益效果是:用該方法設計的搖桿式主軸承具有調心更靈活、冷卻軸瓦更有效、密封更合理、溫控更迅速的優(yōu)點；減少了軸承靜阻力矩和瓦面磨損，消除了舊式大型磨機啟動停車時經(jīng)常燒瓦的現(xiàn)象，同比節(jié)能59TlO%。
[0038]上述方案本行業(yè)技術人員通過行業(yè)技術手段可以實現(xiàn)。
【權利要求】
1.一種搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法,用來設計一種新式磨機主軸承,其特征是:其設計中包含靜動壓軸承設計、自位調心部位設計、軸瓦冷卻設計、軸承潤滑系統(tǒng)設計、低壓給油裝置設計、環(huán)形密封結構設計和測溫裝置設計七個設計部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法，其特征是:其靜動壓軸承設計方法是鞍座(2)固連在軸承底座(I)上，軸承襯瓦面(3)開設動壓孔(9)，磨機起動與停車前開起高壓泵站，筒體在靜壓作用下浮升，減少了軸承阻力矩和瓦面(3)磨損；當磨機正常運轉后，停止高壓泵站，磨機在動壓潤滑狀態(tài)下運行，實現(xiàn)動壓潤滑。
3.根據(jù)權利要求1所述的搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法，其特征是:其自位調心部位設計方法是其自位調心部位采用擺動式調節(jié)，鞍座(2)為柱面，而軸承襯背為鼓形面，鞍座(2)包容軸承襯，兩者接觸的幾何形狀為短弧線，由于存在應力變形，實際為窄弧面，軸承襯在鞍座(2)表面沿軸向可作純滾動。
4.根據(jù)權利要求1所述的搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法,其特征是:其軸瓦冷卻設計方法是采用聯(lián)合冷卻方式，在油潤滑冷卻的同時，軸承合金襯采用蛇形管通水冷卻，在軸承襯體中開設梯形溝槽，澆注合金時，埋入冷卻水管,冷卻水管通過軸瓦端部的壓板(4)通往軸瓦內部直接冷卻軸承合金。
5.根據(jù)權利要求1所述的搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法，其特征是:其軸承潤滑系統(tǒng)的設計方法是該軸承設計有3套潤滑系統(tǒng)，即靜壓啟動及停車潤滑系統(tǒng)、正常工作潤滑系統(tǒng)和備修系統(tǒng)；各套系統(tǒng)的設計方法如下: (O靜壓啟動及停車潤滑系統(tǒng):靜壓啟動15min,待磨機筒體浮起正常轉動后，開動磨機；當磨機正常運轉后，關停高壓系統(tǒng)；系統(tǒng)動作采用PLC可編程序控制器實現(xiàn)自動控制； (2)正常工作潤滑系統(tǒng):磨機正常運轉時，采用低壓自動循環(huán)油潤滑；該系統(tǒng)與高壓泵同時開動，并與磨機同時工作，以保證磨機正常工作時的主軸承潤滑； (3)備修系統(tǒng):對應于每個主軸承，在高低壓泵站上都裝置一個手動高壓泵，以供檢修設備或在異常情況下使用。
6.根據(jù)權利要求1所述的搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法，其特征是:其低壓給油裝置設計方法是低壓給油裝置由活接頭(10)與淋油管(7)相聯(lián)，再與軸承蓋(5)的內錐螺紋接頭相接，方便淋油管(7)位置調整；淋油口由舊式軸承鉆孔型式改成間斷開槽，使淋下的油形成瀑布，使給油更加均勻。
7.根據(jù)權利要求1所述的搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法，其特征是:其環(huán)形密封結構設計方法是采用活塞環(huán)式或橡膠環(huán)槽干油密封結構，活塞環(huán)式或橡膠環(huán)與軸頸之間留有間隙，用干充油潤滑脂，實現(xiàn)密封。
8.根據(jù)權利要求1所述的搖桿式靜動壓磨機主軸承設計方法，其特征是:其測溫裝置設計方法是其端面測溫電阻(8)采用端面鉬熱電阻，其觸頭與軸頸接觸。
【文檔編號】F16C37/00GK103775497SQ201210406607
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優(yōu)先權日:2012年10月23日
【發(fā)明者】楊偉, 殷毓庚 申請人:洛陽嘉維軸承制造有限公司