馬秀林
（河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司）

　　摘　要：自球磨機(jī)出現(xiàn)以來(lái)，球磨機(jī)載礦業(yè)、冶金、建材、化工及電力部門若干基礎(chǔ)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)球磨機(jī)的研究也受到了相關(guān)專家的高度重視。本文結(jié)合目前我國(guó)礦山行業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際，介紹了礦山破碎作業(yè)中新型節(jié)能球磨機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展情況，以及帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。
　　關(guān)鍵詞：煤礦；球磨機(jī)；滾動(dòng)軸承

　　1　概述
　　在冶金、煤礦、礦山、建材、化工等行業(yè)，球磨機(jī)作為破損生產(chǎn)作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，具有著廣泛的應(yīng)用。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單兼顧、操作可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、破碎比和產(chǎn)能巨大、能夠滿足長(zhǎng)期連續(xù)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需要。
　　球磨機(jī)是依靠介質(zhì)對(duì)物料的沖擊和研磨作用完成對(duì)物料的破損作用的，介質(zhì)的尺寸大小影響著對(duì)物料實(shí)施物料破碎力的作用力大小和生產(chǎn)效率及能耗。
　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在綠色環(huán)保、節(jié)能低碳的基礎(chǔ)上發(fā)展可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)是當(dāng)今世界發(fā)展的主旋律。對(duì)選礦行業(yè)而言，降低球磨機(jī)的電耗水平，提高球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
　　節(jié)能球磨機(jī)包括球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)滾筒、支架底座和驅(qū)動(dòng)裝置和附件等，節(jié)能球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)滾筒地步固定有支架底座，旋轉(zhuǎn)滾筒上的出料位置安裝有細(xì)料篩，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在節(jié)能球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)滾筒的外部。
　　相比傳統(tǒng)球磨機(jī)采用滑動(dòng)軸瓦，摩擦阻力大，功耗高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，因摩擦功耗損失約占電動(dòng)機(jī)功率的17%-23%。新型節(jié)能球磨機(jī)普遍采用滾動(dòng)軸承代替軸瓦，主軸承的摩擦功耗降低了90%以上，達(dá)到了節(jié)能的預(yù)期。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，新型滾動(dòng)軸承球磨機(jī)逐步得到了應(yīng)用和發(fā)展，但軸承的制造、壽命及軸承密封等一些技術(shù)問(wèn)題尚待解決。
　　2　新型滾動(dòng)軸承節(jié)能磨煤機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)
　　對(duì)于采用滑動(dòng)軸瓦的傳統(tǒng)球磨機(jī)，由于采用主軸承摩擦系數(shù)大，運(yùn)行溫升高、潤(rùn)滑油老化速度快，通常每半年就要更換一次潤(rùn)滑油。而采用滾動(dòng)軸承的新型節(jié)能球磨機(jī)可完全克服這些缺點(diǎn)，使用油脂潤(rùn)滑，可每周或每月加一次潤(rùn)滑脂，一年更換一次，累計(jì)可以節(jié)省潤(rùn)滑油80%以上。同時(shí)主軸承也不再需要冷卻水冷卻，每年可以節(jié)約上萬(wàn)噸水，由于節(jié)省了潤(rùn)滑油站，同時(shí)也節(jié)省了油站的電能消耗。
　　新型滾動(dòng)軸承節(jié)能球磨機(jī)，以滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)為0.0025，而滑動(dòng)軸承摩擦系數(shù)為0.008，兩者相差3.2倍，相應(yīng)滑動(dòng)軸瓦球磨機(jī)克服摩擦阻力所需要的功耗是滾動(dòng)軸承節(jié)能球磨機(jī)的3.2倍。
　　滑動(dòng)軸瓦故障率高，對(duì)潤(rùn)滑油、冷卻水、壓力的要求較高，維護(hù)困難，而滾動(dòng)軸承使用壽命可以達(dá)到10年以上，檢修、維護(hù)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)效率高。
　　總體而言，節(jié)能球磨機(jī)所匹配的電動(dòng)機(jī)功率可降低15%-20%以上，達(dá)到節(jié)能預(yù)期。
　　3　節(jié)能球磨機(jī)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益分析
　　節(jié)能球磨機(jī)已經(jīng)在礦山現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中得到成功應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　1、技術(shù)改造操作方便：新型滾動(dòng)軸承節(jié)能球磨機(jī)，使用專用滾動(dòng)軸承技術(shù)，既可以設(shè)計(jì)制造新的節(jié)能球磨機(jī)，也可以對(duì)現(xiàn)有的球磨機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造并不改變球磨機(jī)的傳動(dòng)部分，不需要重新加工軸頸兩側(cè)的軸肩，也不需要改變軸承座底板，僅僅需要更換節(jié)能球磨機(jī)的新軸承座，增加密封件和滾動(dòng)軸承，軸承襯套，技術(shù)改造的內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，操作方便。
　　1、安全可靠性高：節(jié)能球磨機(jī)正常工作運(yùn)行中，可以長(zhǎng)期累計(jì)運(yùn)行十年不需更換軸承，大大減輕了日常維護(hù)工作量。
　　2、占用設(shè)備及人員減少：節(jié)能球磨機(jī)可保證長(zhǎng)期持續(xù)連續(xù)正常的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，因而節(jié)約了大量的人力物力。
　　3、節(jié)能效果顯著：節(jié)能球磨機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造之后，節(jié)約電量可達(dá)到15%以上，節(jié)約潤(rùn)滑油70%以上，綜合節(jié)能約可達(dá)到15%以上。
　　4、經(jīng)濟(jì)效益提高：以公司某鐵礦中應(yīng)用的節(jié)能球磨機(jī)為例，該礦區(qū)球磨機(jī)改造前，每年消耗潤(rùn)滑油40000元以上，日常維護(hù)費(fèi)用需96000元，人工費(fèi)用80000元左右，通過(guò)使用節(jié)能球磨機(jī)，潤(rùn)滑油費(fèi)用僅需12000元，人工維護(hù)費(fèi)用僅800元足夠，省去了大量的日常維護(hù)費(fèi)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
　　4　節(jié)能球磨機(jī)技術(shù)難點(diǎn)探討
　　球磨機(jī)工作運(yùn)行時(shí)，依靠鋼球與物料的離心力的作用達(dá)到研磨物料的目的，因此磨損耗費(fèi)Z大的零部件就是鋼球、襯板和軸承。新型節(jié)能球磨機(jī)其特點(diǎn)是速度低、載荷重、體積大，因此所設(shè)計(jì)研制的專用軸承既要滿足足夠的承載能力，又要可以調(diào)心，以滿足球磨機(jī)動(dòng)、靜工況下的負(fù)荷，防止由于兩軸承端蓋不同心及在運(yùn)行中產(chǎn)生撓度。
　　ISO281及GB/T6391確定了專用軸承額定動(dòng)負(fù)荷、額定靜負(fù)荷、額定壽命的計(jì)算方法，同時(shí)嚴(yán)格規(guī)定了節(jié)能球磨機(jī)結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)、徑向游隙、熱處理、加工工藝、驗(yàn)收規(guī)范等。
　　例如，中空軸直徑D=1000mm，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)荷170t，轉(zhuǎn)速21.7r/min，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，該節(jié)能球磨機(jī)的主軸承可設(shè)計(jì)為雙列調(diào)心球面滾子軸承S1000CAKF3/W33，軸承內(nèi)徑1000mm，外徑1400mm，寬度260mm。
　　對(duì)節(jié)能球磨機(jī)而言，滾動(dòng)軸承的密封更加重要，密封既要防止?jié)櫥瑒┑男孤叮惨乐雇饨缬泻Ξ愇锏慕牒头蹓m的進(jìn)入，否則引起軸承滾道磨粒磨損、降低軸承壽命，造成軸承溫升增加，使軸承零件受到水分等有害氣體的銹蝕而致使?jié)櫥瑒├匣９?jié)能球磨機(jī)普遍運(yùn)轉(zhuǎn)在礦山行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境差，粉末、礦漿均有可能浸入，這是十分不利的。
　　傳統(tǒng)的密封方法是在出軸處壓工業(yè)毛氈，運(yùn)轉(zhuǎn)一些時(shí)間后，氈墊與軸的接觸不再緊密，物料、粉塵、水汽便會(huì)進(jìn)入內(nèi)部。若采用丁腈橡膠圈密封，但對(duì)密封的接觸型式、貼合壓力、潤(rùn)滑狀態(tài)、滑動(dòng)速度以及接觸處的表面加工質(zhì)量等都有較高的要求，密封裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生磨損的狀況與密封裝置本身性能及使用條件有密切關(guān)系。節(jié)能球磨機(jī)磨損失效或老化后，更換困難，停機(jī)費(fèi)時(shí)。對(duì)于這類特大型軸承使用丁腈橡膠密封裝置，由于批量少，專門制作造成成本過(guò)高，因此這種密封裝置也不好。
　　近年來(lái)國(guó)內(nèi)研究者采用密封脂密封。在軸承座兩側(cè)端蓋出軸處設(shè)計(jì)有密封環(huán)，密封環(huán)上內(nèi)、外設(shè)有油槽，另外設(shè)計(jì)密封套與密封環(huán)配合，油槽內(nèi)充滿密封脂，密封脂系“柔性”材料，任何情況下都能與軸很好地貼合。不會(huì)增加摩擦阻力，又經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單。使用效果十分理想。中空軸端到軸頸有一定地錐度，軸承發(fā)熱潤(rùn)滑油變稀外串，有利于軸承座內(nèi)部地清潔。
　　5　結(jié)束語(yǔ)
　　新型滾動(dòng)軸承節(jié)能球磨機(jī)已經(jīng)過(guò)在一些礦山企業(yè)中得到試點(diǎn)應(yīng)用，證明了專用滾動(dòng)軸承節(jié)能球磨機(jī)節(jié)能技術(shù)已經(jīng)逐步走向成熟，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，改善了礦山生產(chǎn)條件，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
　　參考資料
　　【1】段希祥，球磨機(jī)介質(zhì)工作理論月實(shí)踐，北京冶金工業(yè)出版社，1999.
　　【2】趙顯東，高效節(jié)能磨礦設(shè)備綜述，礦山機(jī)械，1999.
　　【3】汪超群，采用ZQM型節(jié)能球磨機(jī)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)式磨礦機(jī)的改造，金屬礦山，1997.
　　【4】J.哈得威等，大型球磨機(jī)的設(shè)計(jì)思想，國(guó)外金屬選礦，2000.

來(lái)源：《科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)》