一、管磨機主軸承改用滾動軸承的研制開發(fā)
球磨機廣泛應用于建材、化工、冶金、礦山等行業(yè)的粉磨作業(yè)中，老式磨機的主軸承都采用滑動軸承(巴氏合金瓦)，20世紀80年代部分磨機也有選用動靜壓軸承的(即巴氏合金瓦配套高壓稀油啟動，低壓稀油工作)。，理論和實踐證明，滑動軸承的摩擦系數(shù)在0.04左右，每臺磨機在正常轉動時需要克服滑動軸承較大的摩擦阻力矩，其消耗的電機功率占配套電機功率的7%～12%左右，功率消耗大。20世紀90年代初，遼寧北票市理想機械有限公司董事長李憲章同志帶領本公司技術人員著手研究采用滾動軸承代替老式磨機滑動軸承。
最初選用在滾動軸承的規(guī)格型號時遇到了很多困難，也走了很多彎路。因為當時國內生產(chǎn)軸承的廠家，還沒有研究出磨機專用滾動軸承，只能采用現(xiàn)有規(guī)格型號的標準軸承。采用標準軸承于球磨機的主軸承上有許多不能克服的缺點：①如采用雙列調心國標軸承，軸承規(guī)格大，造價高，安裝困難。由于軸承幅高大，潤滑油不能及時潤滑到滾動體的全部表面，會出現(xiàn)潤滑不良、摩擦系數(shù)增大等問題，軸承使用壽命會受到影響。②采用雙列調心外球面滾動軸承時，軸承重量大，造價高，且磨機同心度不好，滑動調心時消耗的電機功率大。③選用缺圓柱滾子軸承時，需配置球面軸承座，加工部件復雜，成本高。④選用調心球軸承時，承載能力小，造價高。⑤采用內錐孔軸承時，軸向定位困難，加工難度大。上述這些軸承有一個共同的缺點，就是維護檢修不夠方便。采用上述滾動軸承之后，在技術上比滑動軸承（巴氏合金瓦）有較大的進步，但效果仍不十分理想。
到20世紀90年代初，遼寧北票市理想節(jié)能工程有限公司理想粉磨技術研究所、粉磨試驗站，經(jīng)過近十年的研究、試驗和多年的用戶使用表明，球磨機主軸承采用滾動軸承是取代滑動軸承較為理想的新技術，管磨機主軸承采用滾動軸承早在19世紀初就已經(jīng)開始逐漸應用，當時應用的空間很小、發(fā)展很慢，主要原因是軸承的結構形狀及造價不適應。比如第一階段使用的滾動軸承是短圓柱滾動軸承，采用這種軸承需要繼續(xù)使用下部球面座解決調心問題，這樣，制造和加工都比較麻煩。在第二階段的設計時采用了短圓柱軸承外套圈為球面體形狀，雖然減去了下部球面座，但是仍然是滑動形式的調心，調心阻力偏大，不夠理想。進入第三階段是采用雙列調心滾動軸承，這種軸承調心功能好、阻力小，但也存在著一定的缺點。由于軸承的規(guī)格大、輪幅寬，潤滑比較困難，定期檢修、清洗軸承不方便，軸承組件有一件損壞就需要更換整套軸承。為了解決上述三種軸承存在的諸多缺點，使其達到造價低且又實用之目的，一種LMGU下半環(huán)外套圈雙列調心滾動軸承誕生了。
二、LMGU磨機滾動軸承的特點
(1)球磨機在運行時，主軸承受的力是向下的，也有較小的軸向和側向力，沒有向上的力。標準調心滾動軸承、短圓柱滾動軸承等都是能夠承受圓周各位置徑向力的。用在磨機的主軸承上時，只是外圈的下半周承受力的作用，上半周處于閑置狀態(tài)。運行一段時間后，整個外套圈會出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。雖然可以經(jīng)常調換外套圈圓周方向位置，但是需要停車、停產(chǎn)才能操作。另外，較大的軸承座拆裝也比較困難。這種新型U型軸承體，解決了上述存在的問題。它經(jīng)過優(yōu)化設計和制造加工，將軸承的外套圈制成下半環(huán)結構形狀，放置在軸承盒內，其整體結構上有足夠的動負荷能力，通過軸承和軸承座之間的結構互補，達到滾動軸承較小的耗材，同時也簡化了加工工藝和縮短了生產(chǎn)周期，使整個軸承體的造價降低。
(2)球磨機滾動軸承外形尺寸隨磨機規(guī)格的大小、動負荷的輕重而確定，更適合球磨機的使用要求，而且制造成本大大降低，經(jīng)濟適用性更強。
(3)實現(xiàn)良好潤滑，延長軸承使用壽命。采用國標雙列調心滾動軸承時，直徑和幅高都比較大，潤滑油進入滾動體中心時距離長、時間慢，如果軸承盒內的油量達不到2/3以上時，形不成油壓，就會出現(xiàn)缺油潤滑不良的現(xiàn)象。為此雖然采用了滾動軸承，但是由于潤滑不良，軸承的摩擦系數(shù)仍然很大，起不到降低軸承摩擦阻力矩的作用，也就起不到節(jié)電的作用。采用新研制的LMGU滾動軸承之后，滾動體的上半圈外露，能夠使?jié)櫥椭苯优c滾動體接觸，潤滑油在軸承盒內只要超過50%油位，即可形成良好潤滑，達到節(jié)電和延長軸承使用壽命的良好效果。
(4)年末檢修、清洗軸承非常方便。因為軸承的滾動體和保持架上半圈全部外露，廢油和雜物都容易清洗干凈。而國標軸承，整體外套圈移動量小，滾動體和保持架不能全部外露，因此不可能將全部的廢油和雜物清洗干凈，會影響以后作用。
(5)LMGU滾動軸承由內圈、外圈、保持架和滾動體四大部件組成，可以隨時更換每個部件，避免了老式軸承每壞一個部件，就要更換整套軸承的缺點。為了使這種軸承向系列化、標準化方向發(fā)展，我公司承擔了中華人民共和國建材行業(yè)標準《水泥工業(yè)用軸瓦（軸承）》的起草工作，通過了行業(yè)內專家的審議，經(jīng)中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會批準于2006年12月1日開始頒布實施。
(6)降低工作電流。選擇合理的滾動軸承應用于磨機上，其轉動時產(chǎn)生的摩擦系數(shù)只為0.0025，是滑動軸承的1/16。通過計算和使用實例，磨機轉動時滾動軸承消耗的電機功率只占配套電機功率的0.5%～1%，這樣就會降低正常工作電耗，實現(xiàn)節(jié)省電費支出、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的目標。
(7)降低啟動電流。由于滑動軸承的摩擦阻力大，在啟動時軸與軸承之間相摩擦以加速度原理達到固定轉數(shù)時為止，電動機要克服很大的摩擦阻力矩，一般啟動電流是工作電流的5～6倍之多。采用滾動軸承之后，啟動電流只是工作電流的2倍左右，老式磨機正常工作時的電機富余功率較大的原因就是因為滑動軸承的原因。主軸承改用滾動軸承之后，可以減小配套電機功率或增加磨機研磨體裝入量，既提高了電機效率，減小了無用功，又可提高臺時產(chǎn)量。
(8)減小潤滑油消耗?；瑒虞S承采用稀油潤滑才能正常工作，由于稀油潤滑的軸承盒密封不好，稀油中容易混進粉塵雜物，加之軸與軸承產(chǎn)生的壓力使稀油的劣變也較為嚴重，因此稀油的消耗和浪費現(xiàn)象特別嚴重。改用滾動軸承之后，因為轉數(shù)低，承載能力大，不產(chǎn)生摩擦熱源，因此改用潤滑脂可以滿足要求。這樣就可以去掉稀油潤滑站，節(jié)省油耗80%。
(9)減少維修量，提高運轉率?；瑒虞S承使用年限一般為1～3年，磨機主軸也會磨損，如果保養(yǎng)不好，有些廠家?guī)讉€月就得換一副軸承?；瑒虞S承正常工作時不允許出現(xiàn)缺少潤滑油、冷卻水或軸承溫升過高的現(xiàn)象發(fā)生。一旦發(fā)生就要停機檢修，因此普遍存在運轉率低的現(xiàn)象。采用滾動軸承之后只要及時加注少量的干油，就能正常運轉，不需要專門看護磨機，且滾動軸承的實際使用年限在8～12年，用戶可放心使用。這會減小部分維修量和停機現(xiàn)象，提高了設備運轉率。
(10)節(jié)約冷卻水。采用滾動軸承之后，濕式磨和水泥原料磨可省去軸承循環(huán)冷卻水裝置，不影響軸承使用年限；滾動軸承座采用干油潤滑之后，沒有油漬污染現(xiàn)象發(fā)生。
主軸承改造為滾動軸承的應用
廣西華宏水泥有限公司多年來一直使用老式滑動軸承球磨機，這種球磨機存在著耗電量大、油耗高、事故率高、易燒瓦、安裝維修不便、設備運轉率低等缺陷。隨著水泥行業(yè)的不斷發(fā)展，如何降低粉磨電耗和生產(chǎn)成本，是一個企業(yè)能否生存的根本，廣西華宏水泥有限公司經(jīng)過多方設備調研考證，了解到廣西龍安四合工貿有限責任公司有10臺球磨機由北票市理想機械有限公司進行了主軸承改造（滑動軸承改為滾動軸承），改造后效果非常理想。于是廣西華宏水泥有限公司于2007年5月與北票市理想機械有限公司簽訂了三臺（其中φ3×11m兩臺、φ3×9m一臺）球磨機主軸承改造合同。改造后相繼投入使用，運行安全，節(jié)電、增產(chǎn)效果特別明顯，帶來了可觀的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)成本大大降低。2008年和2009年又分別與遼寧北票理想機械有限公司簽訂了φ2.4×6.5m、φ3.5×10m兩臺球磨機主軸承改造合同。目前，廣西華宏水泥有限公司所有球磨機都已進行了主軸承改造。
一、改造方法
磨機改造停產(chǎn)時間的長短，直接影響到水泥廠的經(jīng)濟效益。由于廣西華宏水泥有限公司要求停產(chǎn)時間短，北票市理想機械有限公司采取了兩種方法：第一種方法是將磨機滑動軸承（巴氏合金瓦）改造成滾動軸承，原磨機中空軸不用拆下，加設精密調整套的方法，裝配滾動軸承和軸承座。第二種方法是改造中只更換原磨機巴氏合金瓦及軸承座部，中空軸與北票理想機械有限公司的中空軸進行對換，滾動軸承提前安裝在對換的中空軸上，安裝僅用了3天時間，從而縮短了安裝工期。
二、改造效果
1、運轉中的摩擦阻力大大降低，主要表現(xiàn)在：
?、賳④嚾菀祝涸褪虾辖鹜咔蚰C啟動電流是工作電流的5倍，改造為滾動軸承后，啟動電流是工作電流的2倍左右，啟動電流大大降低，啟動磨機特別容易。
?、诮档土诉\行電流：在同等研磨體裝載量的情況下與原磨機相比運行電流降低10%左右。
?、圻\轉靈活：在不裝研磨體的情況下，用手扳動筒體上的螺栓就能將磨機扳轉，這在以前是不可能的。
2、提高設備運轉率：
①由于運行電流降低，避免了原來出現(xiàn)的燒損電機、電器、電路等現(xiàn)象。
?、谟捎谶\行摩擦阻力矩減小、減速機、磨機大小齒輪等實際承載能力下降，設備磨損減小，延長了使用年限。
?、廴サ袅税褪虾辖鹜邼櫥簤赫?，減少了維修量。
④避免了巴氏合金瓦球磨機因斷油、斷水、瓦溫過高而出現(xiàn)的研瓦、燒瓦等事故。主要體現(xiàn)在平時工人不用長時間守在磨機現(xiàn)場，不用擔心出現(xiàn)缺油、斷水及瓦溫過高而造成停產(chǎn)的現(xiàn)象。
3、實現(xiàn)節(jié)能降耗
(3)節(jié)電：運行電流降低10%左右，可以節(jié)省電機輸出功率10%左右。
(4)節(jié)油：安裝時在軸承中加滿油，以后只需每星期定時補充即可，每臺磨機年可節(jié)油1.5t左右。
