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球磨机技术改造经验

时间:2015-11-17 18:15 点击:

过去球磨机多数采用勺头联合给料器供料,由于勺头粗笨且自重及偏心大,以及挖砂时与沉积矿砂的摩擦和冲击,使球磨机产生周期性的偏心负荷和冲击负荷,电动机在变负荷状态下运行,不仅容量增加且电流波动也大,呈现半周期加速、半周期减速的变速运动。这种周期性的偏心负荷和冲击负荷,对主轴承的磨损、筒体联接螺栓的受力、大小齿轮的啮合以及电动机的发热均有很大影响,缩短了使用寿命。

采用鼓形给料器就可避免上述弊端,但需对分级机的返砂系统进行改造,加长分级机槽体,调整安装角度,改变球磨机与分级机之间的距离,在分级机上端增加自动返砂机构,从分级机中上部排矿,借助返砂流槽,靠高差自流与原矿流槽一起进人给料器,改造后的球磨机不仅提高了设备的可靠性和维修性.而且有显著的节能效果。

国内磨矿系统多数采用螺旋分级机,由于占地面积大、分级效率低(一般为40%左右)、维修量大及维修费用高等原因,大型矿山在引进设备中多数采用水力旋流器进行分级,水力旋流器的效率可达79%以上,占地面积小、维修费用低、维护简单且工艺操作条件容易控制,用水力旋流器替代螺旋分级机,胶泵直接将矿浆送人鼓形给料器,是取消勺头联合给料器的******方案。

主轴承是球磨机的一个关键部件。过去常用滑动轴承,直径大、长度短,轴瓦用巴氏合金浇铸。主轴承承受相当大的静负荷和动负荷,且在滑动摩擦情况下运行,润滑就显得非常重要.轴瓦与轴颈之间的滑动摩擦,损失的功率大部分变为热能,如果热量不能及时散失,则摩擦接触部位温度升高,轴瓦与轴颈胶合在一起,产生“烧瓦”事故。滑动轴承必须采用稀油润滑,一则形成油膜.降低摩擦系数,减少热量的产生.二则将产生的热量带走,******轴承正常工作。

滑动轴承对加工安装及润滑都有非常严格的要求,如中心轴瓦球面接触角不能过小,接触斑点要大于规范要求,润滑油的流量、油质和油温要符合规范,否则将发生“烧瓦”事故。“烧瓦”事故的处理是件非常麻烦的工作,需将球磨机筒体用起升设备顶起,对轴瓦与轴颈同时刮研,熟练的维修工人也得反复多次,才能使瓦面的接触斑点达到设计要求。不仅费时费力,而且停机造成的直接与间接经济损失也是很大的。各个矿山对“烧瓦”事故都给予了足够重视。分析“烧瓦”原因,制定防范措施,使设备运行的可靠性有了一定的提高,尽管如此,“烧瓦”事故仍时有发生。解决上述问题***根本的方法是从轴承结构上进行******改造,用滚动轴承替代滑动轴承。

国外球磨机主轴承采用滚动轴承(自身调位球面轴承)已非常普遍,而国内则刚刚开始,特别是大型球磨机。主要原因是大型滚动轴承的加工精度及制造成本偏高,改革开放以来,机械工业有了很大发展,大型滚动轴承的设计、生产已达到较*********,加工质量、制造精度及产品性能均能满足对主轴承的技术要求,而且成本进一步下降,这为滚动轴承替代滑动轴承提供了可靠的质量******。

滚动轴承内外圈之间由滚子(或滚珠)支撑,运转时沿滑道滚动,由于滚动摩擦系数远远小于滑动摩擦系数,故运转中滚动摩擦产生的热量也远远小于滑动摩擦,所以滚动轴承的温升较小,不需要用循环油带走热量,七般选用干油润滑即可。

滚动轴承除温升较小不易产生胶合外,还有显著的节能效果。由于滚动摩擦系数小,轴承的摩擦损失就少,因而降低了球磨机的无用功率,与采用滑动轴承的球磨机相比,对于中小球磨机,节电可达30%一35%,中型球磨机可达Is%一20% ,大型球磨机可达15%一20%。因节能而降低运行费用,经济效益十分可观。

滚动轴承的选型非常重要。为了补偿筒体在动(静)负荷下变形产生的轴颈偏角,需选用向心球面调心轴承。为了提高轴承的承载能力并减小外径尺寸,需选用双列滚子轴承,所以***适宜的轴承类型为双列向心球面滚子轴承。实际上,轴承尺寸选择受轴颈尺寸的限制.而不是根据负荷大小来选择。这样选出的轴承,承载能力偏大,动负荷、静负荷和极限转数均能满足要求。关于滚动轴承的使用寿命,理论上可按轴承额定寿命的基本公式计算。轴承允许的理论循环次数和轴承基本额定动负荷与轴承当量动负荷的比值有关,且与这个比值成3.33次方,循环次数的汁算结果一般为I 0"的几百倍甚至上千倍,折算到使用年限可达十几年甚至几十年,也就是说,轴承的使用寿命远远大于进出料端盖的寿命,只要轴承不连续缺油运转,其使用寿命是足够的。采用滚动轴承的球磨机,有的已运行十几年.还没有发现轴承报废的情况,这足以说明采用滚动轴承是非常可靠的。

球磨机的轴承改造主要是轴承选型和轴承座设计。选型确定轴承的性能,轴承座设计则关系到轴承的安装、润滑、清洗、检查及维护,这对轴承的使用寿命也有一定的影响。过去设计的轴承座比较简单,如轴承内圈及密封盖与轴颈配合采用较大过盈的配合,密封盖采用迷宫密封加一道毡圈密封。密封盖拆装比较困难,毛毡也不能更换,这种结构只用于中小型球磨机,在此基础上,我们对大型球磨机的轴承座进行了改进。轴承内圈及密封盖与轴颈配合采用较小过盈的过渡配合.这样拆装方便,密封盖采用迷宫密封加二道毡圈密封,强化了密封性能。轴承压盖可拆卸,可随时更换被磨损的密封圈,观察密封及轴承润滑情况,这样,使大型球磨机主轴承的使用寿命有了可靠的******。我公司为新疆富钢矿业公司设计的必2700x 2700圆锥格子型球磨机及大冶铜录山铜矿沪2700 x 3600格子型球磨机均采用了大型滚动轴承。对于周边传动的球磨机,设备底座与基础的连接有6部分:两个主轴承座、小齿轮座、减速器底座、电动机底座和齿轮罩支架,基础分别有6个平面用地脚螺栓与之相连。由于基础上表面标高不同,螺栓大小及埋人深度不同,这给设备的安装和调整带来很大困难,受力大的部件,其基础受力也大,在强烈振动情况下,螺栓易松动或基础易振裂,严重影响设备的运转。基础螺栓埋人混凝土中,处理起来十分困难。小齿轮座的基础就容易产生这种情况。为了解决上述问题,在设计时采用了整体机架(或分体机架),将主轴承座、小齿轮座、减速机、电动机及齿轮罩按设备要求固定在一个由槽钢焊接的整体机架(或分体机架)上,一且在制造厂李装调试完毕并进行空负荷试车,将需现场进行的安装、调试及空负荷试车改在制造厂进行,设备出厂就是一台完整的设备。设备整体吊装、整体运输、整体安装,节省了大量的人力和时间。

对于小型磨机可采用整体机架,对于中大型磨机,由于设备宽度较大.不便运输.则采用分体机架,分体机架由筒体机架和传动机架两部分组成。筒体机架安装筒体部分,包括进出料端盖、主轴承座、筒体、大齿轮及齿轮罩;传动机架安装传动部分,包括小齿轮座、减速器、电动机以及它们之间的两个联轴器,设备的调整及空负荷试车均在制造厂进行,分体运输和安装,设备安装时,只需调整大小齿轮的间隙,合格后,将两个机架焊接在一起。

由于设备各部分安装在同一个机架上,各部分底座在运转过程中,产生的静、动负荷也作用在这个机架上,各部分之间的作用力,比如大小齿轮之间的啮合力,属于系统的内力,在机架内已平衡,所以传递到基础上的力就比较小,机架与基础的接触面较大,基础的受力简化,只有垂直负荷,基础上表面为一个平面,结构得到简化,基础施工就显得非常简单了。设备固定取消螺栓联接,采用基础预埋钢板,待设备调试完毕后,将机架(整体机架或分体机架)与预埋钢板焊在一起即可。球磨机采用整体机架,是球磨机设计的一大革新。

我们在设计棒磨机时,借鉴了球磨机改造经验,如采用鼓形给料器、滚动轴承和整体机架,取得了与改造球磨机同样的经济效益。