馬秀林
（河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司）

　　摘　要：自球磨機出現(xiàn)以來，球磨機載礦業(yè)、冶金、建材、化工及電力部門若干基礎行業(yè)中得到了廣泛應用，對球磨機的研究也受到了相關專家的高度重視。本文結(jié)合目前我國礦山行業(yè)生產(chǎn)的實際，介紹了礦山破碎作業(yè)中新型節(jié)能球磨機的應用和發(fā)展情況，以及帶來的經(jīng)濟效益。
　　關鍵詞：煤礦；球磨機；滾動軸承

　　1　概述
　　在冶金、煤礦、礦山、建材、化工等行業(yè)，球磨機作為破損生產(chǎn)作業(yè)的關鍵設備，具有著廣泛的應用。具有結(jié)構(gòu)簡單兼顧、操作可靠、適應性強、破碎比和產(chǎn)能巨大、能夠滿足長期連續(xù)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需要。
　　球磨機是依靠介質(zhì)對物料的沖擊和研磨作用完成對物料的破損作用的，介質(zhì)的尺寸大小影響著對物料實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)濟的發(fā)展，在綠色環(huán)保、節(jié)能低碳的基礎上發(fā)展可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟是當今世界發(fā)展的主旋律。對選礦行業(yè)而言，降低球磨機的電耗水平，提高球磨機的運轉(zhuǎn)效率，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。
　　節(jié)能球磨機包括球磨機旋轉(zhuǎn)滾筒、支架底座和驅(qū)動裝置和附件等，節(jié)能球磨機旋轉(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料篩，驅(qū)動裝置設置在節(jié)能球磨機旋轉(zhuǎn)滾筒的外部。
　　相比傳統(tǒng)球磨機采用滑動軸瓦，摩擦阻力大，功耗高，據(jù)統(tǒng)計，因摩擦功耗損失約占電動機功率的17%-23%。新型節(jié)能球磨機普遍采用滾動軸承代替軸瓦，主軸承的摩擦功耗降低了90%以上，達到了節(jié)能的預期。進入新世紀以來，新型滾動軸承球磨機逐步得到了應用和發(fā)展，但軸承的制造、壽命及軸承密封等一些技術問題尚待解決。
　　2　新型滾動軸承節(jié)能磨煤機的應用特點
　　對于采用滑動軸瓦的傳統(tǒng)球磨機，由于采用主軸承摩擦系數(shù)大，運行溫升高、潤滑油老化速度快，通常每半年就要更換一次潤滑油。而采用滾動軸承的新型節(jié)能球磨機可完全克服這些缺點，使用油脂潤滑，可每周或每月加一次潤滑脂，一年更換一次，累計可以節(jié)省潤滑油80%以上。同時主軸承也不再需要冷卻水冷卻，每年可以節(jié)約上萬噸水，由于節(jié)省了潤滑油站，同時也節(jié)省了油站的電能消耗。
　　新型滾動軸承節(jié)能球磨機，以滾動軸承摩擦系數(shù)為0.0025，而滑動軸承摩擦系數(shù)為0.008，兩者相差3.2倍，相應滑動軸瓦球磨機克服摩擦阻力所需要的功耗是滾動軸承節(jié)能球磨機的3.2倍。
　　滑動軸瓦故障率高，對潤滑油、冷卻水、壓力的要求較高，維護困難，而滾動軸承使用壽命可以達到10年以上，檢修、維護方便，運轉(zhuǎn)效率高。
　　總體而言，節(jié)能球磨機所匹配的電動機功率可降低15%-20%以上，達到節(jié)能預期。
　　3　節(jié)能球磨機應用經(jīng)濟效益分析
　　節(jié)能球磨機已經(jīng)在礦山現(xiàn)場生產(chǎn)中得到成功應用，經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　1、技術改造操作方便：新型滾動軸承節(jié)能球磨機，使用專用滾動軸承技術，既可以設計制造新的節(jié)能球磨機，也可以對現(xiàn)有的球磨機進行技術改造。對球磨機進行技術改造并不改變球磨機的傳動部分，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)能球磨機的新軸承座，增加密封件和滾動軸承，軸承襯套，技術改造的內(nèi)容相對簡單，操作方便。
　　1、安全可靠性高：節(jié)能球磨機正常工作運行中，可以長期累計運行十年不需更換軸承，大大減輕了日常維護工作量。
　　2、占用設備及人員減少：節(jié)能球磨機可保證長期持續(xù)連續(xù)正常的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，因而節(jié)約了大量的人力物力。
　　3、節(jié)能效果顯著：節(jié)能球磨機進行技術改造之后，節(jié)約電量可達到15%以上，節(jié)約潤滑油70%以上，綜合節(jié)能約可達到15%以上。
　　4、經(jīng)濟效益提高：以公司某鐵礦中應用的節(jié)能球磨機為例，該礦區(qū)球磨機改造前，每年消耗潤滑油40000元以上，日常維護費用需96000元，人工費用80000元左右，通過使用節(jié)能球磨機，潤滑油費用僅需12000元，人工維護費用僅800元足夠，省去了大量的日常維護費用，取得了顯著的經(jīng)濟效益。
　　4　節(jié)能球磨機技術難點探討
　　球磨機工作運行時，依靠鋼球與物料的離心力的作用達到研磨物料的目的，因此磨損耗費Z大的零部件就是鋼球、襯板和軸承。新型節(jié)能球磨機其特點是速度低、載荷重、體積大，因此所設計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，以滿足球磨機動、靜工況下的負荷，防止由于兩軸承端蓋不同心及在運行中產(chǎn)生撓度。
　　ISO281及GB/T6391確定了專用軸承額定動負荷、額定靜負荷、額定壽命的計算方法，同時嚴格規(guī)定了節(jié)能球磨機結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)、徑向游隙、熱處理、加工工藝、驗收規(guī)范等。
　　例如，中空軸直徑D=1000mm，運轉(zhuǎn)時負荷170t，轉(zhuǎn)速21.7r/min，根據(jù)相關標準，該節(jié)能球磨機的主軸承可設計為雙列調(diào)心球面滾子軸承S1000CAKF3/W33，軸承內(nèi)徑1000mm，外徑1400mm，寬度260mm。
　　對節(jié)能球磨機而言，滾動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)能球磨機普遍運轉(zhuǎn)在礦山行業(yè)現(xiàn)場，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，運轉(zhuǎn)一些時間后，氈墊與軸的接觸不再緊密，物料、粉塵、水汽便會進入內(nèi)部。若采用丁腈橡膠圈密封，但對密封的接觸型式、貼合壓力、潤滑狀態(tài)、滑動速度以及接觸處的表面加工質(zhì)量等都有較高的要求，密封裝置在運轉(zhuǎn)過程中發(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系。節(jié)能球磨機磨損失效或老化后，更換困難，停機費時。對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高，因此這種密封裝置也不好。
　　近年來國內(nèi)研究者采用密封脂密封。在軸承座兩側(cè)端蓋出軸處設計有密封環(huán)，密封環(huán)上內(nèi)、外設有油槽，另外設計密封套與密封環(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。不會增加摩擦阻力，又經(jīng)濟、簡單。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)熱潤滑油變稀外串，有利于軸承座內(nèi)部地清潔。
　　5　結(jié)束語
　　新型滾動軸承節(jié)能球磨機已經(jīng)過在一些礦山企業(yè)中得到試點應用，證明了專用滾動軸承節(jié)能球磨機節(jié)能技術已經(jīng)逐步走向成熟，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，改善了礦山生產(chǎn)條件，具有廣闊的推廣應用前景。
　　參考資料
　　【1】段希祥，球磨機介質(zhì)工作理論月實踐，北京冶金工業(yè)出版社，1999.
　　【2】趙顯東，高效節(jié)能磨礦設備綜述，礦山機械，1999.
　　【3】汪超群，采用ZQM型節(jié)能球磨機技術對傳統(tǒng)式磨礦機的改造，金屬礦山，1997.
　　【4】J.哈得威等，大型球磨機的設計思想，國外金屬選礦，2000.

來源：《科技創(chuàng)新導報》