球磨机轴瓦刮研方法探讨
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$&&# 年第 # 期
新疆钢铁
总 7$ 期
球磨机轴瓦刮研方法探讨
刘明
（ 新疆八一钢铁集团有限责任公司炼铁分公司）
摘! 要：! 球磨机主轴承经常发生烧瓦，影响球磨机安全稳定运行。本文主要介绍球磨机轴瓦烧损后的处理方 法以及需要注意的几个问题。 关键词：! 球磨机；主轴瓦；刮研
"! 前言
八钢炼铁分公司选矿分厂有 # 台#$%&&’’ ( # )*&&’’ 的球磨机，球磨机作为选矿生产的关键设备， 其运行状况的好坏，直接影响到选矿分厂的产品产量 和质量。球磨机属于低速重载设备，结构相对简单， 其机械事故的易发点主要集中在齿轮传动部位和主 轴瓦部位。其中，主轴瓦一旦出现烧损事故，抢修恢 复需要的时间很长，即使在事故处理比较顺利的情况 下，也需要 #+ 小时以上，对生产影响较大。造成烧瓦 的原因很多，比如瓦面刮研不合理、筒体不同心、挠度 过大、球面不灵活、润滑不良等。修复被烧损的轴瓦 需要较长的时间，主要是因为对瓦面的刮研存在一定 的难度。笔者根据实践经验对球磨机轴瓦的刮研进 行分析，以供同行借鉴。
图 !" 球磨机主轴瓦磨损曲线
承载区的合理确定，是刮瓦的先决条件，同时也 决定了轴瓦的使用寿命。图 ! 是球磨机主轴瓦磨损 曲线。从图 ! 中可以看出!阶段 #—$ 为轴瓦的跑合 阶段，一般为 % & ’( 小时。在跑合期曲线上升很快， 这是因为新刮的瓦表面光洁度比较低，经过初始磨 合，瓦的表面发生塑性变形和冷作硬化，提高了瓦表 面的耐磨性，此时，磨损曲线上升幅度趋缓，开始进入 初磨阶段。"阶段是瓦的正常工作阶段，$ 到 ) 近似 一条水平直线，此时虽然轴瓦的磨损量很小，但还是 有一定的磨损。在正常情况下，轴瓦每年的磨损量大 约在 #* !+ & #* !,--，若刮研质量不高的话，磨损量会 比理论值大很多。因此，瓦的接触角也由初期的 .#/ 逐渐增加。这一阶段的长短取决于瓦的刮研质量、接 触角和润滑油。若维修保养的比较好，这一阶段可达 数万小时。#阶段是轴瓦磨损最快的阶段，曲线由 ) 点开始急速上升。由于轴瓦的接触角增大，油膜不能 很好地保持，从而使轴瓦急剧磨损直至烧毁。要设法 延长曲线 $) 段的正常磨损时间，关键是要确定好轴 瓦的初始接触角以及保证刮瓦的质量。 ’* ’" 确定楔形间隙
万方数据
++
! 得：! . $, */#012$［!］
式中，!———承载区轴瓦实际承受的压强，012；
"———径向正压力，" . /&&&&&3；
#———中空轴直径，# . +&&’’；
$———轴瓦宽度，$ . #/&’’；
［ !］———压强 的 许 用 值，巴 氏 合 金 的 许 用 压 强
［!］. $&012
在 &, ) 4 &, *’’，在确定接触角时要充分考虑
! ! 联系人：刘明，男，)+ 岁，大专，机械工程师，乌鲁木齐（+)&&$$）新疆八一钢铁集团有限责任公司炼铁分公司
)$ 万方数据
’##( 年第 ( 期 这方面因素。
新疆钢铁
总 2’ 期
首先要在承载区内有 .#0 & %#0 的面积接触，此时接 触面的形状为不规则的片状面接触。将这些片状接 触部分全部打散，使之形成均匀的点接触，保证每平 方英寸不少于 ’ 点。要保证在承载区内的点子为硬 点、实点，然后在接触面上刮制斜形网纹，见图 +。
中空轴在受热时产生径向热变形。在生产过程中，球
磨机主轴的温度在 /&5 左右，有时可达到 +&5 。 根据计算公式［$］)% . & ( "& 6* ( )’ ( %
Baidu Nhomakorabea
式中，)% 为变形量，& . "$( /；)’ 为实际温度与
室温之差，室温取 $&5 ；% 为中空轴内径，+&&’’；#
$%&&’’ ( #)*&&’’ 球磨机中空轴的热径向变形量
程中，经常伴随有比较大的冲击负荷，而滑动轴承的
优点之一就是有较强的抗冲击性，它的抗冲击能力的
大小与轴瓦的承载区面积成正比。同时，轴瓦承受的
实际压强要大于理论计算压强。考虑到这些因素，在
确定接触角时都留有比较大的余量。
应该注意：刮瓦时选定的接触角，在球磨机投入
运行后会发生一定量的增大。这主要是由于球磨机
+" 结束语
现场对球磨机烧损轴瓦多次处理的实践证明，按 照上述步骤对烧损的球磨机主轴瓦进行修复，不仅可 以大大缩短检修时间，而且可以保证刮研的质量和成 功率。
参" 考" 文" 献
" " " " " !" 蔡春源主编* 新编机械设计手册* 辽宁：辽宁科学技术出版社* !22+*
" " " ’" 何焯主编* 机械设备安装工程* 北京：机械工业出版社*
$! 刮研处理及分析
目前国内球磨机所使用的轴瓦基本上都是巴氏 合金瓦。其主要优点是摩擦系数小，有较好的韧性、 减磨性和抗冲击能力，它能承受较高吨位的重压；缺 点是耐热性差、塑性较大、发热后易变形。因此，在刮 研巴氏合金轴瓦时，必须重点解决它的塑性变形、散 热及润滑问题。实际操作过程主要从以下几个方面 入手。 $, "! 确定轴瓦的承载区
显点是刮研工艺的最后工序，在刮点前要粗刮。
图 ’" 楔形间隙示意图
图 +" 显点区域示意图
" " 最后，在承载区底部中间位置刮制一个直径 % & !#-- 的圆形油窝。承载区刮痕交叉成 (,/，网纹间 隔 ’, 1 ’,-- 刀花宽 ( & ,--。在斜形网纹内采取分 点的方法，点均匀的分布在每个网纹内 ’ & ( 个点，显 点要清晰，均匀且手感明显。将刮好的轴瓦安装完毕 后，连续重车盘车 ’ & + 小时，使瓦表面的显点充分接 触，同时形成初步硬化层，最大限度减少修复后的轴 瓦在投入运行后的发热现象发生。
从计算结果看，当轴瓦承载区接触角在轴瓦下部
*&-时的压强要远远小于许用压强，由此可以看出，接
触角取 *&-时完全可以满足轴瓦的工作要求。但从多
次刮瓦的实际情况来看，轴瓦的最佳接触角应该在
%&- 4 +&-。如果放大接触角，将会增大摩擦阻力，接
触角过小，压强增大，油膜难以形成，造成轴瓦干摩
擦。由于球磨机属于低速重载的设备，在实际运行过
楔形间隙是指轴瓦承载区两侧的间隙（ 侧隙）， 侧隙值是液体动压滑动轴承的重要参数，其值由轴的 转速，润滑油的粘度和轴瓦的载荷确定。球磨机是在 重载低速下运行，润滑油的粘度一般都比较大，轴瓦 的侧隙值 ! 一般是从 #* ’ & +* #-- 的楔型间隙。液 体动压轴承的油膜是靠油楔形成的。修刮轴瓦底部 时应保持侧隙和承载区的平滑过渡，见图 ’。 ’* +" 承载区内的显点
承载区是指球磨机轴颈和轴瓦的接触区域。对 开式滑动轴承所承受的径向载荷方向应与剖分面垂 直，承载区域在剖分面的垂直面左右 )&-以内［"］。因 此，应该把轴瓦的的主要承载区设定在轴瓦的下部 *&-的接触角范围内。
对 *&-接触角时承载区的压强进行验算［"］
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球磨机轴瓦刮研方法探讨
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摘! 要：! 球磨机主轴承经常发生烧瓦，影响球磨机安全稳定运行。本文主要介绍球磨机轴瓦烧损后的处理方 法以及需要注意的几个问题。 关键词：! 球磨机；主轴瓦；刮研
"! 前言
八钢炼铁分公司选矿分厂有 # 台#$%&&’’ ( # )*&&’’ 的球磨机，球磨机作为选矿生产的关键设备， 其运行状况的好坏，直接影响到选矿分厂的产品产量 和质量。球磨机属于低速重载设备，结构相对简单， 其机械事故的易发点主要集中在齿轮传动部位和主 轴瓦部位。其中，主轴瓦一旦出现烧损事故，抢修恢 复需要的时间很长，即使在事故处理比较顺利的情况 下，也需要 #+ 小时以上，对生产影响较大。造成烧瓦 的原因很多，比如瓦面刮研不合理、筒体不同心、挠度 过大、球面不灵活、润滑不良等。修复被烧损的轴瓦 需要较长的时间，主要是因为对瓦面的刮研存在一定 的难度。笔者根据实践经验对球磨机轴瓦的刮研进 行分析，以供同行借鉴。
图 !" 球磨机主轴瓦磨损曲线
承载区的合理确定，是刮瓦的先决条件，同时也 决定了轴瓦的使用寿命。图 ! 是球磨机主轴瓦磨损 曲线。从图 ! 中可以看出!阶段 #—$ 为轴瓦的跑合 阶段，一般为 % & ’( 小时。在跑合期曲线上升很快， 这是因为新刮的瓦表面光洁度比较低，经过初始磨 合，瓦的表面发生塑性变形和冷作硬化，提高了瓦表 面的耐磨性，此时，磨损曲线上升幅度趋缓，开始进入 初磨阶段。"阶段是瓦的正常工作阶段，$ 到 ) 近似 一条水平直线，此时虽然轴瓦的磨损量很小，但还是 有一定的磨损。在正常情况下，轴瓦每年的磨损量大 约在 #* !+ & #* !,--，若刮研质量不高的话，磨损量会 比理论值大很多。因此，瓦的接触角也由初期的 .#/ 逐渐增加。这一阶段的长短取决于瓦的刮研质量、接 触角和润滑油。若维修保养的比较好，这一阶段可达 数万小时。#阶段是轴瓦磨损最快的阶段，曲线由 ) 点开始急速上升。由于轴瓦的接触角增大，油膜不能 很好地保持，从而使轴瓦急剧磨损直至烧毁。要设法 延长曲线 $) 段的正常磨损时间，关键是要确定好轴 瓦的初始接触角以及保证刮瓦的质量。 ’* ’" 确定楔形间隙
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! 得：! . $, */#012$［!］
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［ !］———压强 的 许 用 值，巴 氏 合 金 的 许 用 压 强
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’##( 年第 ( 期 这方面因素。
新疆钢铁
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首先要在承载区内有 .#0 & %#0 的面积接触，此时接 触面的形状为不规则的片状面接触。将这些片状接 触部分全部打散，使之形成均匀的点接触，保证每平 方英寸不少于 ’ 点。要保证在承载区内的点子为硬 点、实点，然后在接触面上刮制斜形网纹，见图 +。
中空轴在受热时产生径向热变形。在生产过程中，球
磨机主轴的温度在 /&5 左右，有时可达到 +&5 。 根据计算公式［$］)% . & ( "& 6* ( )’ ( %
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式中，)% 为变形量，& . "$( /；)’ 为实际温度与
室温之差，室温取 $&5 ；% 为中空轴内径，+&&’’；#
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程中，经常伴随有比较大的冲击负荷，而滑动轴承的
优点之一就是有较强的抗冲击性，它的抗冲击能力的
大小与轴瓦的承载区面积成正比。同时，轴瓦承受的
实际压强要大于理论计算压强。考虑到这些因素，在
确定接触角时都留有比较大的余量。
应该注意：刮瓦时选定的接触角，在球磨机投入
运行后会发生一定量的增大。这主要是由于球磨机
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现场对球磨机烧损轴瓦多次处理的实践证明，按 照上述步骤对烧损的球磨机主轴瓦进行修复，不仅可 以大大缩短检修时间，而且可以保证刮研的质量和成 功率。
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" " " " " !" 蔡春源主编* 新编机械设计手册* 辽宁：辽宁科学技术出版社* !22+*
" " " ’" 何焯主编* 机械设备安装工程* 北京：机械工业出版社*
$! 刮研处理及分析
目前国内球磨机所使用的轴瓦基本上都是巴氏 合金瓦。其主要优点是摩擦系数小，有较好的韧性、 减磨性和抗冲击能力，它能承受较高吨位的重压；缺 点是耐热性差、塑性较大、发热后易变形。因此，在刮 研巴氏合金轴瓦时，必须重点解决它的塑性变形、散 热及润滑问题。实际操作过程主要从以下几个方面 入手。 $, "! 确定轴瓦的承载区
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图 ’" 楔形间隙示意图
图 +" 显点区域示意图
" " 最后，在承载区底部中间位置刮制一个直径 % & !#-- 的圆形油窝。承载区刮痕交叉成 (,/，网纹间 隔 ’, 1 ’,-- 刀花宽 ( & ,--。在斜形网纹内采取分 点的方法，点均匀的分布在每个网纹内 ’ & ( 个点，显 点要清晰，均匀且手感明显。将刮好的轴瓦安装完毕 后，连续重车盘车 ’ & + 小时，使瓦表面的显点充分接 触，同时形成初步硬化层，最大限度减少修复后的轴 瓦在投入运行后的发热现象发生。
从计算结果看，当轴瓦承载区接触角在轴瓦下部
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触角取 *&-时完全可以满足轴瓦的工作要求。但从多
次刮瓦的实际情况来看，轴瓦的最佳接触角应该在
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触角过小，压强增大，油膜难以形成，造成轴瓦干摩
擦。由于球磨机属于低速重载的设备，在实际运行过
楔形间隙是指轴瓦承载区两侧的间隙（ 侧隙）， 侧隙值是液体动压滑动轴承的重要参数，其值由轴的 转速，润滑油的粘度和轴瓦的载荷确定。球磨机是在 重载低速下运行，润滑油的粘度一般都比较大，轴瓦 的侧隙值 ! 一般是从 #* ’ & +* #-- 的楔型间隙。液 体动压轴承的油膜是靠油楔形成的。修刮轴瓦底部 时应保持侧隙和承载区的平滑过渡，见图 ’。 ’* +" 承载区内的显点
承载区是指球磨机轴颈和轴瓦的接触区域。对 开式滑动轴承所承受的径向载荷方向应与剖分面垂 直，承载区域在剖分面的垂直面左右 )&-以内［"］。因 此，应该把轴瓦的的主要承载区设定在轴瓦的下部 *&-的接触角范围内。
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