水泥工業(yè)擠壓聯(lián)合粉磨工藝中輥壓機重載軸承的潤滑

　　前言

　　輥壓機是上個世紀八十年代中期在國際上發(fā)展起來的新型粉碎設備，以輥壓機為主組成的擠壓聯(lián)合粉磨工藝應用于水泥、采礦等行業(yè)在增產(chǎn)、節(jié)能方面效果顯著，順應了節(jié)能、減排的環(huán)保要求。因此，在水泥行業(yè)大力發(fā)展的背景下，輥壓機得到越來越廣泛的應用。

　　采用輥壓機和球磨機組合成一體的粉磨系統(tǒng)，其有效性能關鍵在于：設備運行的可靠性，包括其運行故障率和耐磨損性能，設備運行的粉磨效率直接關系到節(jié)能效果。輥壓機的重載軸承處于低速、重載、有沖擊負荷的工況條件，該系統(tǒng)的穩(wěn)定運行與否直接影響設備運行的可靠性，本文從專業(yè)潤滑的角度分析了輥壓機重載軸承的工況特點及其潤滑建議。

　　一、輥壓機工作原理

　　輥壓機是根據(jù)高壓料層粉碎原理，通過一對相向旋轉(zhuǎn)的輥子（其中一只是固定輥，另一只是活動輥），將液壓力經(jīng)過活動輥作用在進入兩輥間的物料上，把物料壓實粉碎。

　　在輥子的作用下，除了與輥面接觸的物料顆粒受到輥面直接壓力外，物料顆粒之間也產(chǎn)生相互壓力作用，將物料壓實和粉碎。第一階段中以“擠滿給料”方式給入物料，在輥面的作用下，受到加速，輥子間的間距逐漸減少，物料產(chǎn)生壓實和預粉碎，同時顆粒間重新排列，使顆粒間空隙減少。在第二階段物料進入壓實區(qū)，壓實區(qū)從與水平成角度為7º的扇形區(qū)開始，壓力在該區(qū)域達到峰值，顆粒間相互擠壓使全部顆粒受力而粉碎。

　　二、輥壓機重載軸承工況特點及潤滑要求

　　輥壓機重載軸承的摩擦副是軸承的內(nèi)外圈、滾動體和保持架，其工況條件主要是低速、重載、沖擊載荷和振動。在該工況條件下，摩擦副處于典型的混合摩擦范圍，摩擦副表面會部分接觸，油膜并未將接觸面完全分開，如下圖所示：

　　1、輥壓機軸承工作在嚴酷的工況條件下:

　　低速: 10~30 rpm
　　重載: C/P = 2~4
　　載荷種類: 徑向為主, 軸向為輔
　　載荷特點: 沖擊載荷, 振動
　　工作溫度: 50~70 ℃ (有冷卻)
　　軸承壽命要求 > 20,000 工作小時

　　根據(jù)下面的SKF軸承壽命公式，在軸承本身材料不變的情況下，其壽命和工況負荷和在其工況下潤滑劑的提供的黏度有很大關系。

　　2、C/P 值

　　C：代表軸承的基本動態(tài)載荷，是軸承本身的一個基本參數(shù)．
　　P：代表實際等效動態(tài)載荷，取決于現(xiàn)場負荷.
　　C/P > 30=非常低載荷
　　C/P20 - 30=低載荷
　　C/P8 - 20=中等載荷(從C/P < 10 開始需要極壓添加劑)
　　C/P 4 - 8=高載荷 (如必要，需固體潤滑添加劑)
　　C/P<4=屬于極高載荷，一般輥壓機的C/P = 2~4，載荷極高。

　　3、 粘度比例 k = V / V1  

　　V1 => 參考粘度 (最低要求粘度)
　　V => 工作粘度 (潤滑劑的實際粘度)
　　k=>4全液膜潤滑                                
　　　　> 4　+ 清潔+ 中等載荷 => 無疲勞損傷.
　　　　= 1　可實現(xiàn)軸承目錄上注明的基本壽命
　　　　< 4　混合摩擦=> 需添加抗磨損添加劑
　　　　< 0.4　混合摩擦并伴有很大部分的摩擦表面直接接觸 => 必須含有合適的EP添加劑或固體潤滑劑

　　綜上所述，對于低速重載軸承來說，潤滑劑提供的基礎油粘度越高，其承載能力越強，對軸承的保護越好。高粘度的基礎油能形成抗剪切的高彈性緩沖油膜，潤滑油的基礎油粘度是第一要素，潤滑脂使用的基礎油最佳粘度在1500~2000 mm2/s 左右。同時，潤滑劑需要高效極壓和抗磨損添加劑，以及適量的固體潤滑劑，增強承載性能和抗磨損效果，也在緊急狀況下起到潤滑保護作用。

　　三、輥壓機軸承常見失效分析

　　根據(jù)工作現(xiàn)場數(shù)據(jù)反饋，和潤滑有關的軸承失效高達43%，其中由于材質(zhì)問題引起的軸承失效低于10%。如右圖所示：

輥壓機軸承常見失效形式

　　1、由于潤滑劑過早失效而導致鋼制滾動軸承的失效，在這種情況下，圓形滾子軸承上幾乎沒有潤滑膜的殘留物。解決方案 : 選用適合工況的潤滑劑
　　2、潤滑劑基礎油的粘度太低，不能形成足夠厚的保護油膜，在沖擊負載下不能提供良好的磨損保護性能。解決方案 : 提高基礎油粘度
　　3、外周磨損在滾子的推力面留下磨痕。這是由于過多的軸向推力負荷，不充分潤滑或滾子歪斜造成的。軸承中可能會產(chǎn)生過多的內(nèi)部熱量，導致過早的咬合和/或保持架失效。解決方案：裝配校正，改善潤滑劑的極壓和抗磨性能
　　4、摩擦腐蝕產(chǎn)生的原因：
軸承配合松動、振動、軸承的蠕動作用，解決方案：使用含有固體潤滑材料的潤滑劑

　　四、克魯勃在重載軸承領域的產(chǎn)品和服務

　　1、 重載軸承潤滑脂Klüberlub BE 41–1501Klüberlub BE 41-1501是專門為低速大型重載滾動軸承而開發(fā)的，其典型應用是輥壓機重載軸承和回轉(zhuǎn)破碎機中的滾動軸承(調(diào)心軸承)。其特點如下：

　　重載軸承潤滑脂
　　高基礎油粘度(ISO VG 1500 mm2/s)
　　優(yōu)異的抗磨損性能
　　含有固體潤滑劑，以保證緊急情況下的潤滑保護　
　　不含鉛和氯，環(huán)境友好Klüberlub BE 41-1501的抗磨特性Klüberlub BE 41-1501在FAG-FE-8滾動軸承試驗臺上進行500小時試驗，結果如下：

　　平均值  
　　FAG/Schweinfurt對“重載潤滑脂的限值：<= 35mg 

　　FAG測試結果小結（摘錄）

　　“ 根據(jù)測試結果可作如下結論：Klüberlub BE 41-1501滿足 FAG 對 LG12類潤滑脂的潤滑要求，可用于承受重載和震動的低速滾動軸承(點接觸和線接觸)，如輥壓機和破磨設備的重載軸承”。

　　2、 克魯勃為重載軸承潤滑提供專業(yè)軸承分析和現(xiàn)場檢測

　　克魯勃在全球成立有GATE-B (軸承行業(yè)的全球行動組織)，匯集了大批軸承方面的專家，對各類軸承及潤滑問題進行深入透徹的分析并提供解決方案?？唆敳谥袊鴧^(qū)擁有自己的軸承專家團隊和技術服務團隊，持續(xù)地向輥壓機客戶提供最有價值的軸承專業(yè)技術分析以及現(xiàn)場檢測服務。

　　五、重載軸承潤滑脂Klüberlub BE 41 –1501的應用

　　Klüberlub BE 41 –1501在全球30多個國家，200多個水泥廠、鋼廠均有成功應用，并且得到KHD、Köppern、Krupp Polysius 等國際OEM的認證和推薦。同時，在國內(nèi)也有越來越多的OEM和客戶推薦和使用Klüberlub BE 41–1501用于輥壓機重載軸承和立磨磨輥密封的潤滑。

　　結論

　　大型低速重載滾動軸承潤滑脂Klüberlub BE 41-1501包含固體潤滑材料，其超高黏度(ISO VG 1500 mm2/s) 在低速重載工況下提供優(yōu)秀的極壓保護，對環(huán)境友好，并具有良好的經(jīng)濟性。在水泥工業(yè)擠壓聯(lián)合粉磨工藝中，為輥壓機提供安全、長周期、滿負荷的穩(wěn)定運行，進而保證設備運行的粉磨效率和節(jié)能效果。