Цапфовый подшипник шаровой мельницы: белый металл (баббит) в сравнении с телом качения, гидродинамическая смазка и руководство по режимам отказа

Шаровая мельница или мельница ПСИ на заводе по переработке цемента или минералов может весить 1000–5000 тонн при полной загрузке мелющих тел и руды. Вся эта вращающаяся масса поддерживается в двух точках — подшипниках цапфы на подающем и разгрузочном конце мельницы. В большом стане ПСИ каждый подшипник цапфы может выдерживать статическую радиальную нагрузку 3000–8000 кН при диаметре шейки вала 800–1800 мм. Подшипник, который выдерживает эту нагрузку, не является стандартным подшипником качения из каталога — это прецизионный гидродинамический подшипник из белого металла (бэббит), работающий на тонкой пленке масла под давлением, толщина которой обычно составляет всего 50–150 микрон. Когда эта масляная пленка не повреждена, подшипник работает неограниченное время практически без износа. Когда пленка разрушается — при запуске, при прекращении подачи масла или при перегрузке — контакт металла с металлом происходит в течение миллисекунд, и мягкая баббитовая футеровка жертвует собой, чтобы защитить шейку вала. Выход из строя одного подшипника цапфы крупного стана ПСИ может стоить 2–5 миллионов долларов из-за производственных потерь, ремонта вала и повторной металлизации подшипников.

В этом руководстве представлена ​​полная инженерная основа для выбора, определения и обслуживания подшипников цапфы шаровых и мельниц, охватывающая фундаментальный выбор между подшипниками из белого металла (бэббита) и подшипниками качения, теорию гидродинамической смазки и число Зоммерфельда, конструкцию системы принудительной смазки, характеристики зазора подшипника, а также виды отказов, возникающие в результате неправильной спецификации или недостатков системы смазки.

Часть 1. Типы подшипников цапфы — белый металл и тела качения

1.1 Фундаментальный выбор

Для опоры цапфы мельниц используются две подшипниковые технологии:

Гидродинамические подшипники из белого металла (бэббита) — доминирующая технология для крупных мельниц (диаметр корпуса > 3,0 м). Цапфовая шейка вращается внутри корпуса подшипника с прецизионным отверстием, покрытого баббитовым металлом. Масляная пленка под давлением отделяет шейку от поверхности баббита при нормальных условиях эксплуатации.

Подшипники качения (сферические роликоподшипники) — используются на небольших мельницах (диаметр корпуса < 3,0 м) и на мельницах, где простота обслуживания подшипников качения имеет приоритет над предельной несущей способностью гидродинамических подшипников.

1.2 Технология подшипников из белого металла (баббита)

В подшипниках из белого металла используется слой баббитового сплава, прикрепленный к стальной или чугунной опорной оболочке. Слой Баббита, обычно толщиной 3–12 мм, образует фактическую опорную поверхность, контактирующую с масляной пленкой.

Составы баббитовых сплавов:

Для подшипников цапфы шаровых мельниц и мельниц ПСИ стандартом является баббит на оловянной основе (класс 2) — он обеспечивает наилучшее сочетание усталостной прочности, коррозионной стойкости и внедряемости (способности поглощать мелкие загрязняющие частицы без образования царапин на шейке вала).

Основные свойства баббита как подшипникового материала:

• Жертвенный износ: Бэббит мягче шейки вала (обычно 20–30 HB против 200–300 HB для закаленной шейки). При контакте металл-металл баббит изнашивается преимущественно, защищая гораздо более дорогую шейку вала от повреждений.

• Вплавляемость: Мягкая баббитовая матрица может включать мелкие твердые частицы (прокатная окалина, пыль, остатки износа), которые попадают в подшипник, предотвращая образование ими царапин на поверхности шейки.

• Соответствие: Бэббит может слегка деформироваться под нагрузкой, чтобы компенсировать незначительное несоосность отверстия подшипника и шейки, распределяя нагрузку более равномерно, чем жесткий материал подшипника.

• Предел усталости. Основным ограничением баббита является его усталостная прочность: при циклической нагрузке слой баббита может треснуть и отслоиться от подложки. Допустимое опорное давление для баббита на основе олова обычно составляет 3,5–7,0 МПа при непрерывной работе.

1.3 Подшипники качения для цапф мельниц

Для небольших мельниц сферические роликоподшипники являются стандартными подшипниками качения для опор цапфы. Сферические роликоподшипники выбираются потому, что:

• Их способность к самовыравниванию (смещение до ±2,5°) компенсирует прогиб вала и осадку фундамента, возникающие в установках мельниц.

• Их высокая радиальная нагрузка относительно диаметра отверстия.

• Их способность выдерживать комбинированные радиальные и осевые нагрузки.

Ограничением подшипников качения для больших цапф мельниц является доступный размер отверстия — стандартные сферические роликоподшипники доступны с диаметром отверстия примерно до 1250 мм, что ограничивает их применение на мельницах с диаметром шеек цапфы менее 1100 мм. Для более крупных мельниц гидродинамические подшипники из белого металла являются единственным практичным вариантом.

1.4 Критерии выбора: белый металл или элемент качения

Часть 2. Теория гидродинамической смазки — основа конструкции опорных подшипников

2.1. Уравнение Рейнольдса и образование масляной пленки.

Гидродинамическая масляная пленка в цапфовом подшипнике образуется под действием клина вращающейся шейки. Когда шейка вращается, она втягивает масло в сужающийся зазор между поверхностью шейки и отверстием подшипника. Давление, которое создается в этом сходящемся масляном клине, поддерживает нагрузку на шейку — это гидродинамическая смазка.

Основным уравнением распределения давления в масляной пленке является уравнение Рейнольдса:

Где:

• P = давление масляной пленки (Па)

• h = локальная толщина масляной пленки (м)

• μ = динамическая вязкость масла (Па·с)

• u = скорость поверхности журнала (м/с)

• x = окружная координата

• z = осевая координата

Ключевой вывод из уравнения Рейнольдса заключается в том, что давление масляной пленки – и, следовательно, несущая способность – пропорционально:

• Вязкость масла μ (более высокая вязкость → более высокое давление пленки → более высокая грузоподъемность)

• Скорость поверхности шейки u (более высокая скорость → больше масла попадает в клин → более высокое давление пленки)

• Обратная величина толщины пленки h³ (более тонкая пленка → более высокий градиент давления → более высокая несущая способность, но также более высокий риск разрушения пленки)

2.2 Число Зоммерфельда — ключевой параметр конструкции

Число Зоммерфельда (S) — безразмерный параметр, характеризующий режим работы гидродинамического подшипника. Он объединяет геометрию подшипника, нагрузку, скорость и вязкость масла в одно число, которое прогнозирует режим смазки подшипника:

Где:

• μ = динамическая вязкость смазочного масла при рабочей температуре (Па·с)

• N = скорость вращения журнала (об/с)

• P = нагрузка на подшипниковый узел =

(Па), где W — нагрузка на подшипник (Н), L — длина подшипника (м), а D — диаметр шейки (м).

• R = радиус шейки (м) =D/2

• C = радиальный зазор между шейкой и отверстием подшипника (м)

Интерпретация числа Зоммерфельда:

Для подшипников цапфы шаровых мельниц и мельниц ПСИ расчетное значение составляет S ≥ 0,30 при всех нормальных условиях эксплуатации. Число Зоммерфельда наиболее важно при запуске (низкое значение N) и в условиях пиковой нагрузки.

2.3 Расчет минимальной толщины пленки

Минимальная толщина масляной пленки в гидродинамическом подшипнике составляет:

Где ε — коэффициент эксцентриситета (отношение смещения центра шейки к радиальному зазору). Для правильно спроектированного подшипника цапфы мельницы, работающего в полном гидродинамическом режиме:

Для подшипника с радиальным зазором С = 0,5 мм:

Минимальная толщина пленки должна превышать общую шероховатость поверхности шейки и отверстия подшипника с коэффициентом запаса не менее 3–5:

Где Λ — коэффициент толщины пленки (целевой Λ ≥3 ), а Ra — шероховатость поверхности (обычно

= 0,4–0,8 мкм,

= 0,8–1,6 мкм для Бэббита).

Для

= 0,4 мкм и

= 1,0 мкм:

Этот минимум легко удовлетворяется рассчитанной выше толщиной пленки 150 мкм, что подтверждает безопасную работу подшипника в полном гидродинамическом режиме.

2.4 Спецификация зазора подшипника

Радиальный зазор

C между шейкой и отверстием подшипника является одним из наиболее важных размерных параметров в конструкции подшипника цапфы:

• Слишком маленький: недостаточный зазор ограничивает поток масла через подшипник, ухудшает охлаждение и увеличивает риск термического заклинивания под нагрузкой.

• Слишком большой: чрезмерный зазор снижает давление масляной пленки (клиновое действие менее эффективно при широком зазоре), увеличивает эксцентриситет шейки и вызывает вибрацию.

Рекомендуемый радиальный зазор для подшипников цапфы мельницы:

Для диаметра шейки 1200 мм:

Зазор необходимо измерять при рабочей температуре — тепловое расширение шейки (сталь, коэффициент ≈ 12 × 10⁻⁶/°С) снижает эффективный зазор по мере прогрева стана. Для шейки диаметром 1200 мм, работающей при температуре на 60°C выше температуры окружающей среды:

Это тепловое расширение потребляет значительную часть холодного зазора — холодный зазор должен быть установлен достаточно большим, чтобы гарантировать, что горячий зазор остается в рекомендуемом диапазоне.

Часть 3: Проектирование системы принудительной смазки

3.1 Почему необходима принудительная смазка

Подшипники цапфы из белого металла требуют системы смазки с принудительной циркуляцией масла, а не простой масляной ванны или смазки консистентной смазкой. Причины фундаментальны:

1. Отвод тепла: вязкий сдвиг масляной пленки приводит к выделению тепла. Для большого подшипника цапфы мельницы ПСИ мощность тепловыделения может составлять 20–80 кВт на подшипник. Это тепло должно отводиться циркулирующим маслом — масло действует как смазка и охлаждающая жидкость.

2. Непрерывная подача масла: Гидродинамическая пленка должна поддерживаться постоянно. Любой перебой в подаче масла — даже на несколько секунд под нагрузкой — приводит к разрушению пленки и началу контакта металла с металлом.

3. Фильтрация масла: Загрязнения в масле (частицы износа, заводская пыль, вода) должны постоянно удаляться, чтобы предотвратить абразивное повреждение баббитовой поверхности и шейки.

3.2 Компоненты системы принудительной смазки

Полная система смазки подшипников цапфы состоит из:

Масляный резервуар (отстойник):

• Емкость: обычно 500–3000 литров для больших систем цапф мельниц.

• Материал: Сварная сталь с внутренним покрытием или футеровка из нержавеющей стали.

• Особенности: смотровое стекло уровня масла, датчик температуры, сигнализация низкого уровня, сливной клапан, люк для очистки.

Главный масляный насос:

• Тип: Шестеренный насос (объемный) — обеспечивает постоянный поток независимо от давления в системе.

• Обязанности: Непрерывная работа во время работы мельницы.

• Режим ожидания: резервный насос со 100% нагрузкой и автоматическим переключением при выходе из строя основного насоса — обязательно для крупных заводов.

Насос высокого давления (подъемный):

• Тип: Поршневой насос — обеспечивает очень высокое давление (10–25 МПа) при низкой скорости потока.

• Функция: Приподнимает шейку от баббитовой поверхности во время запуска путем впрыска масла под высоким давлением непосредственно под шейку через карман в отверстии подшипника. Это предотвращает контакт металла с металлом в критический период запуска, прежде чем образуется гидродинамическая пленка.

• Режим работы: Активируется автоматически за 2–5 минут до запуска мельницы; деактивируется, когда мельница достигает рабочей скорости и гидродинамическая пленка подтверждается стабилизацией температуры подшипника

Маслоохладитель:

• Тип: Теплообменник кожухотрубный или пластинчатый, с водяным охлаждением.

• Обязанности: Поддерживать температуру подачи масла на уровне 40–50°C (на входе в подшипник).

• Управление: перепускной клапан с термостатическим управлением поддерживает постоянную температуру подачи масла независимо от температуры окружающей среды или нагрузки мельницы.

Фильтрация масла:

• Первичный фильтр: абсолютная фильтрация 25–50 микрон — удаляет частицы, которые могут повредить баббитовую поверхность.

• Вторичный фильтр (тонкой очистки): абсолют 10 микрон — для высокоточных подшипников.

• Магнитный сепаратор: удаляет из масла железистые частицы износа.

• Целевая чистота: ISO 4406, класс 16/14/11 или выше для подшипников цапфы мельниц.

Контрольно-измерительные приборы и блокировки:

Критическая блокировка: если давление подачи масла падает ниже уставки срабатывания, мельницу необходимо немедленно остановить — подшипник не может выдержать более 10–30 секунд работы без подачи масла при полной нагрузке.

3.3 Выбор масла для цапфовых подшипников

Важное примечание: НЕ используйте масла, содержащие противозадирные (EP) или противоизносные (AW) присадки в подшипниках цапфы из белого металла. Соединения серы и фосфора в присадках EP/AW вступают в химическую реакцию с оловом и свинцом в баббитовом металле, вызывая коррозионное воздействие на поверхность подшипника — вид отказа, который часто ошибочно диагностируют как механический износ.

3.4 Подъём масляной системы (высокого давления)

Подъемная масляная система является наиболее важной защитой подшипника цапфы во время запуска. При запуске из состояния покоя:

• Шейка опирается на баббитовую поверхность (граничная смазка — контакт металл-металл)

• Мельница должна ускориться от 0 до рабочей скорости (обычно 0,2–0,5 об/мин для больших мельниц ПСИ).

• Гидродинамическая пленка не может утвердиться до тех пор, пока шейка не достигнет достаточной скорости.

Без подъема масла период запуска включает контакт металл-металл между шейкой и Бэббитом в течение 30–120 секунд, что приводит к измеримому износу Бэббита при каждом запуске. За сотни запусков это приводит к значительной потере толщины баббита и возможному выходу из строя подшипника.

Система подъемного масла впрыскивает масло под давлением 10–25 МПа непосредственно под шейку через специальный карман в отверстии подшипника. Это гидравлически поднимает шейку с поверхности Бэббита перед началом вращения, поддерживая полную масляную пленку на протяжении всего процесса запуска.

Спецификация подъемной масляной системы:

Часть 4. Зазор в подшипниках, центровка и установка

4.1 Измерение диаметра отверстия подшипника и проверка зазора

Радиальный зазор между шейкой и отверстием подшипника необходимо измерять и проверять при установке и при каждой переметаллизации:

Метод измерения — метод с проволочным выводом:

1. Поместите мягкие подводящие провода (диаметр немного больше ожидаемого зазора) сверху и снизу отверстия подшипника параллельно оси вала.

2. Соберите корпус подшипника и затяните указанным моментом.

3. Разберите и измерьте микрометром толщину сжатого провода.

4. Зазор вверху = толщина провода вверху; зазор внизу = толщина подводящего провода внизу

5. Диаметральный зазор = верхний зазор + нижний зазор.

Метод измерения — индикатор часового типа:

Для установленных подшипников подъем шейки (расстояние, на которое шейка может быть поднята по вертикали до соприкосновения с верхней частью отверстия подшипника) измеряется с помощью циферблатного индикатора. Это соответствует верхнему зазору, который составляет примерно половину общего диаметрального зазора.

4.2 Требования к поверхности шейки вала

Качество поверхности шейки вала имеет решающее значение для гидродинамических характеристик подшипника:

Слишком шероховатая поверхность шейки (Ra > 0,8 мкм) будет истирать поверхность баббита даже при полной гидродинамической смазке — неровности на поверхности шейки периодически проникают в масляную пленку и контактируют с баббитом.

4.3 Выравнивание подшипников

Несоосность двух подшипников цапфы мельницы является одной из основных причин преждевременного выхода подшипников из строя. Две осевые линии подшипников должны быть соосны в пределах:

Для шейки диаметром 1200 мм в подшипнике длиной 1500 мм:

Несоосность приводит к тому, что шейка движется под углом внутри отверстия подшипника, концентрируя нагрузку на одном конце подшипника и создавая неравномерное распределение давления по поверхности Бэббита. Результатом является ускоренный износ нагруженного конца и возможное усталостное растрескивание Бэббита.

Часть 5. Анализ режима отказа подшипника цапфы

5.1 Усталость баббита (растрескивание и расслоение)

Внешний вид: Трещины в слое баббита, обычно идущие параллельно оси подшипника или в виде сетки. В запущенных случаях секции баббита отслаиваются от опорной оболочки и циркулируют в масляной системе (обнаруживается при анализе масла или проверке фильтра).

Коренные причины:

• Давление в подшипниковом узле превышает допустимый предел (> 7 МПа). Перегрузка подшипника, превышающая предел выносливости Бэббита, вызывает циклическое напряжение в слое Баббита, которое приводит к образованию трещин. Чаще всего возникает из-за перегрузки мельницы (чрезмерной загрузки мелющих тел) или перераспределения нагрузки от осадки фундамента.

• Дефекты баббитового соединения. Плохое сцепление между баббитовым слоем и подложкой создает концентрацию напряжений на границе раздела, что приводит к расслоению при циклической нагрузке. Вызвано недостаточной подготовкой поверхности опорной оболочки перед повторной металлизацией.

• Термическая усталость: повторяющиеся циклы запуска-останова создают термическое напряжение в слое баббита (баббит расширяется и сжимается больше, чем стальная основа, из-за его более высокого коэффициента теплового расширения).

Корректирующие действия:

• Убедитесь, что масса шихты мельницы не превышает расчетную — проверьте уровень мелющих тел и плотность руды.

• Выполните анализ масла и проверку фильтра, чтобы обнаружить частицы баббита до катастрофического отказа.

• При следующем останове проверьте поверхность баббита путем визуального осмотра и цветного дефектоскопического теста (PT).

• Если трещины охватывают > 10 % площади поверхности подшипника, запланируйте замену металла в следующее запланированное окно технического обслуживания.

5.2 Оценка журнала (удаление)

Внешний вид: продольные царапины или пятна на поверхности шейки и соответствующие повреждения баббитовой поверхности. В тяжелых случаях Бэббит размазывается и перераспределяется по журналу.

Коренные причины:

• Разрушение масляной пленки во время работы: Вызвано нарушением подачи масла (неисправность насоса, засор труб, перепуск фильтра), слишком низкой вязкостью масла (перегрев масла или неправильный сорт) или нагрузкой на подшипник, превышающей емкость гидродинамической пленки.

• Запуск без подъемного масла: Контакт металла с металлом во время запуска без активированной системы подъемного масла приводит к вытиранию баббитовой поверхности. При каждом незащищенном запуске удаляется измеримая толщина Бэббита.

• Попадание загрязнений: Твердые частицы (прокатная окалина, кремнезем) в масле, размер которых превышает толщину масляной пленки, проникают в пленку и оставляют царапины как на цапфе, так и на баббитовой поверхности.

Корректирующие действия:

• Перед каждым запуском мельницы убедитесь, что система подъемного масла работает и активируется — это не подлежит обсуждению.

• Проверьте температуру, давление и скорость подачи масла на соответствие проектным характеристикам.

• При подозрении на загрязнение увеличьте фильтрацию масла до абсолютной фракции 10 микрон.

• Осмотрите поверхность цапфы при следующем отключении — незначительные насечки (Ra < 1,6 мкм) можно отполировать на месте; серьезные задиры требуют удаления шейки и переточки

5.3 Коррозионное воздействие на Бэббит

Внешний вид: Ямки и травления на поверхности баббита, часто имеющие темный или обесцвеченный вид. Питтинг распределяется по поверхности подшипника, а не концентрируется в определенном месте (в отличие от усталостного растрескивания, которое локализовано).

Коренные причины:

• Присадки EP/AW в масле: соединения серы и фосфора в противозадирных присадках или противоизносные присадки вступают в реакцию с оловом и свинцом в баббите, вызывая химическую коррозию поверхности подшипника. Это наиболее распространенная причина коррозионного воздействия на подшипники цапфы мельниц — она возникает при изменении спецификации масла без проверки совместимости с Babbitt.

• Загрязнение водой: вода в масле (в результате утечек или конденсации охлаждающей воды) вызывает окисление свинцового компонента в баббите, образуя оксид свинца, который тверже, чем матрица баббита, и вызывает абразивный износ.

• Кислотное разложение масла: сильно разложившееся масло (высокое кислотное число) химически воздействует на поверхность баббита.

Корректирующие действия:

• Немедленно замените чистое минеральное масло R&O (с защитой от ржавчины и окисления) без присадок EP или AW.

• Перед заливкой промойте всю систему смазки чистым маслом.

• Проверьте наличие утечек охлаждающей воды в масляном радиаторе — выполните испытание охладителя под давлением.

• Внедряйте регулярный анализ нефти (минимум ежеквартально), включая кислотное число, содержание воды и спектрометрический анализ металлов.

5.4 Перегрев подшипников

Внешний вид: Температура металла подшипника превышает 80°C (уставка срабатывания). Температура подачи масла повышается. В тяжелых случаях баббит плавится локально (температура плавления баббита: основа олова ≈ 240°C; основа свинца ≈ 180°C), и расплавленный металл выбрасывается из подшипника.

Коренные причины:

• Недостаточный расход масла: Расход масла ниже расчетного снижает как смазку, так и охлаждение. Вызвано износом насоса, забитыми фильтрами или частично закрытыми запорными клапанами.

• Загрязнение масляного радиатора: накопление накипи на стороне охлаждающей воды масляного радиатора снижает теплопередачу, что приводит к повышению температуры подаваемого масла.

• Чрезмерный зазор в подшипнике. Изношенный подшипник с чрезмерным зазором позволяет шейке работать с большим эксцентриситетом, уменьшая толщину масляной пленки и увеличивая выделение вязкого тепла.

• Перегрузка мельницы: избыток мелющих тел или загрузки руды увеличивает нагрузку на подшипники сверх расчетных значений, увеличивая выделение тепла в масляной пленке.

Корректирующие действия:

• Проверьте расход масла на соответствие проектным характеристикам — очистите или замените фильтры, проверьте производительность насоса.

• Очистите маслоохладитель (со стороны воды) — при необходимости удалите накипь.

• Измерьте зазор подшипника. Если зазор превышает расчетное значение в 1,5 раза, запланируйте замену металла.

• Убедитесь, что масса шихты мельницы находится в пределах проектных пределов.

5.5 Вибрация и нестабильность подшипников (масляный вихрь)

Внешний вид: Субсинхронная вибрация с частотой примерно 0,4–0,48× частоты вращения. Амплитуда вибрации увеличивается с увеличением скорости и может стать самоподдерживающейся (масляный бич) на более высоких скоростях.

Коренные причины:

• Масляный вихрь: гидродинамическая нестабильность, возникающая, когда центр шейки вращается вокруг центра подшипника со скоростью примерно вдвое меньшей скорости вращения. Вызвано недостаточной нагрузкой на подшипник по сравнению с его несущей способностью — шейка «плавает» в центре подшипника, а не отталкивается нагрузкой в ​​сторону.

• Чрезмерный зазор в подшипнике. Изношенные подшипники с чрезмерным зазором более подвержены нестабильности завихрения масла.

• Низкое давление в подшипниковом узле: Легконагруженные подшипники (давление в подшипниковом узле < 0,5 МПа) склонны к завихрению масла.

Корректирующие действия:

• Для подшипников цапфы мельницы завихрение масла встречается редко из-за очень высоких нагрузок на подшипники. Если оно возникает, убедитесь, что подшипник действительно нагружен (проверьте осадку фундамента, которая могла снизить нагрузку на один подшипник).

• Рассмотрите конструкцию подшипника с предварительным натягом или подшипник с некруглым профилем отверстия (лимонное отверстие, трехлепестковое отверстие), обеспечивающее внутреннюю стабильность.

• Измерьте и откорректируйте зазор подшипника, если он слишком велик.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: В чем разница между подшипниками из белого металла (баббит) и подшипниками качения для цапф шаровых мельниц?

Гидродинамические подшипники из белого металла (Бэббита) работают на масляной пленке под давлением, которая полностью отделяет шейку от поверхности подшипника — при полной гидродинамической смазке контакт металла с металлом отсутствует и износ практически отсутствует. Они являются стандартом для больших фрез (диаметром > 3,0 м), поскольку могут работать с шейками очень большого диаметра (до 2000 мм и более) без каких-либо практических ограничений по размеру. Подшипники качения (сферические роликоподшипники) используют контакт качения и их проще обслуживать, но они ограничены диаметром отверстия примерно 1100 мм и имеют меньшую устойчивость к ударным нагрузкам. Для крупных мельниц ПСИ и шаровых мельниц в горнодобывающей и цементной промышленности гидродинамические подшипники из белого металла являются единственным практичным выбором.

Вопрос 2: На какой номер Зоммерфельда должен быть рассчитан подшипник цапфы мельницы?

Расчетное значение для непрерывной работы составляет S ≥ 0,30 — это обеспечивает полную гидродинамическую смазку без контакта металла с металлом. При S < 0,05 масляная пленка разрушается и начинается граничная смазка (контакт металла) — это опасно и не должно происходить при нормальной эксплуатации. Число Зоммерфельда наиболее важно при запуске (низкая скорость N) и при пиковой нагрузке. Система подъемного масла специально разработана для защиты подшипника во время запуска, когда число Зоммерфельда ниже гидродинамического порога.

Вопрос 3: Почему следует избегать использования противозадирных присадок (EP) в масле для подшипников цапфы мельницы?

Присадки EP и AW (противоизносные) содержат соединения серы и фосфора, которые химически реагируют с оловом и свинцом в баббитовом металле, вызывая коррозионную питтинговую коррозию поверхности подшипника. Это коррозионное воздействие часто ошибочно принимают за механический износ. Правильная спецификация масла для подшипников цапфы из белого металла — это чистое минеральное масло R&O (с ингибиторами ржавчины и окисления), ISO VG 100–220, в зависимости от расчета числа Зоммерфельда, без присадок EP или AW. Всегда проверяйте совместимость масла с маслом Babbitt перед сменой марки или сорта масла.

Вопрос 4: Как часто следует активировать систему подъемного масла?

Подъемную масляную систему необходимо активировать перед каждым запуском мельницы — без исключения. Каждый незащищенный пуск (без подъемного масла) вызывает измеримый износ баббита из-за контакта металла с металлом во время периода запуска. За сотни запусков это приводит к значительной потере толщины баббита. Подъемную масляную систему следует активировать за 2–5 минут до подачи команды на запуск мельницы и отключать автоматически при достижении фрезой 50–70 % рабочей скорости. Перед каждым запуском проверяйте, чтобы давление подъемного масла соответствовало техническим требованиям (10–25 МПа).

Вопрос 5: Каков правильный радиальный зазор для подшипника цапфы шаровой мельницы?

Рекомендуемый радиальный зазор составляет от 0,001 до 0,0015 × диаметр шейки. Для шейки диаметром 1200 мм это дает радиальный зазор 1,2–1,8 мм. Холодный зазор должен быть больше заданного горячего зазора, чтобы учесть тепловое расширение шейки — для стальной шейки диаметром 1200 мм, работающей при температуре на 60°C выше температуры окружающей среды, тепловое расширение уменьшает зазор примерно на 0,86 мм. Измеряйте зазор с помощью подводящего провода при установке и после каждой замены металла. Если измеренный зазор превышает расчетное значение в 1,5 раза, запланируйте повторную металлизацию.

Вопрос 6. Как обнаружить усталость Бэббита до катастрофического отказа?

Наиболее эффективными методами раннего предупреждения являются: (1) Анализ масла — спектрометрический анализ обнаруживает частицы олова и свинца в масле от баббитового износа до того, как возникнут видимые повреждения; запланируйте минимум ежеквартального анализа масла; (2) Проверка фильтра — при каждой замене фильтра проверяйте элемент масляного фильтра на наличие металлических частиц; Частицы баббита мягкие и серебристые; (3) Мониторинг вибрации — акселерометры на корпусе подшипника обнаруживают изменения в вибрационных характеристиках по мере ухудшения состояния баббитовой поверхности; (4) Тенденция температуры подшипника — постепенное повышение температуры металла подшипника в течение нескольких недель указывает на увеличение трения из-за деградации поверхности баббита.

Yile Machinery: изготовленные на заказ подшипники цапфы и компоненты мельниц

Yile Machinery поставляет изготовленные на заказ компоненты подшипников цапфы, вкладыши подшипников и сопутствующее оборудование для шаровых мельниц, мельниц ПСИ, стержневых мельниц и вращающихся печей для цементной, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности.

Наши возможности поставок подшипников цапфы:

• Вкладыши подшипников с баббитовой футеровкой: баббит на оловянной основе (класс 1 и 2) и баббит на свинцовой основе; диаметр корпуса от 400мм до 2000мм; прецизионное растачивание до ±0,01 мм после переметаллизации

• Вкладыши подшипников: Чугун или конструкционная сталь; прецизионная обработка отверстия и наружного диаметра; карман для подъемного масла, обработанный по спецификации

• Цапфовые шейки (концы вала): кованая легированная сталь 42CrMo4; шлифовка до Ra ≤ 0,4 мкм; закаленный до 200–300 HB

• Корпуса подшипников: литая или изготовленная сталь; прецизионно скучный; соединения входа/выхода масла; порты датчика температуры

• Услуги по переметаллизации: полное удаление баббита, подготовка поверхности и замена футеровки изношенных или поврежденных вкладышей подшипников.

• Техническая документация: расчет числа Зоммерфельда; проверка минимальной толщины пленки; спецификация зазора подшипника; обзор конструкции масляной системы

Сопутствующие продукты и технические ресурсы:

• Решения для горнодобывающей и цементной промышленности — комплексная поставка компонентов для шаровых мельниц, мельниц ПСИ и вращающихся печей.

• Направляющая шины и опорного ролика вращающейся печи — методология контактного напряжения и выравнивания Hertz для систем поддержки печи

• Валки прокатного стана: рабочий валок и направляющая опорного валка — выбор подшипника шейки валка и контактное напряжение для прокатных станов

• Руководство по выбору промышленных винтовых и коническо-цилиндрических редукторов — методология выбора редуктора привода мельницы и коэффициента эксплуатации

• Руководство по выбору конвейерных шкивов — конструкция вала и характеристики подшипников для конвейерных шкивов

• Поковки на заказ — валы, заготовки шестерен и поковки колец — кованые цапфовые шейки и компоненты подшипников

• Кованые и литые стальные валы для дробилок — справочник по процессу ковки и выбору материалов

• Steel & Metal Processing Solutions — компоненты мельниц для шлифовального оборудования сталелитейных заводов

Для получения коммерческого предложения предоставьте:

• ✅ Тип мельницы (шаровая мельница/мельница ПСИ/стержневая мельница) и диаметр мельницы × длина

• ✅ Диаметр и длина цапфы (мм)

• ✅ Несущая нагрузка на цапфу (кН) или общий вес мельницы

• ✅ Рабочая скорость мельницы (об/мин)

• ✅ Имеющиеся размеры вкладышей подшипника (НД, ВД, длина) или чертеж

• ✅ Требуется марка баббита (на основе олова Марка 1/Марка 2/Свинцовая основа)

• ✅ Требуемый зазор подшипника (или спецификация OEM)

• ✅ Количество и необходимая дата поставки

• ✅ Изношенный или поврежденный вкладыш подшипника доступен для обратного проектирования.

Электронная почта: info@yilemachinery.com

Отправьте запрос предложения: www.yilemachinery.com/contactus.html

Расчет числа Зоммерфельда и обзор конструкции масляной системы прилагаются к каждому заказу на подшипник цапфы. Срок переметаллизации: 2–4 недели для стандартных размеров.

Сопутствующие технические ресурсы

• Шина и опорный ролик вращающейся печи: контактное напряжение, руководство по перемещению и выравниванию шин

• Выбор натяжного ролика конвейера: серия CEMA, номинальная нагрузка и срок службы подшипника

• Выбор конвейерного шкива: конструкция вала, руководство по натяжению ремня и запаздыванию

• Валки прокатного стана: Руководство по выбору материала рабочих и опорных валков

• Руководство по выбору промышленных винтовых и коническо-цилиндрических редукторов

• Поковки на заказ — заготовки шестерен, поковки колец и валы

• Решения для горнодобывающей и цементной промышленности