辊压机对辊轴承润滑选择及润滑系统现场管理和优化

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辊压机对辊轴承润滑选择及润滑系统现场管理与优化

作者：许方 单位：西班牙老鹰公司中国代表处

摘要：如何针对辊压机轴承的运行特点进行正确的油脂选择，最大程度延长轴承的

寿命，确保生产的连续运行；如何针对水泥粉磨现场污染杂质的影响对润滑系统进行改善.

关键词：辊压机对辊轴承，润滑剂选择，润滑系统故障，润滑系统优化与维护

前言：

1977年逊纳特教授申报了辊压机专利，并与伯力鸠斯公司合作，制造了世界上第一台辊压机。由于辊压机的显著增产节电效果，引起世界上几家著名水泥机械制造公司的极大关注。德国的伯力鸠斯（Polysius）公司、洪堡（KHD）公司，美国的富乐（Fuller）和丹麦史密斯（Smidth）公司都相继开发了自己的辊压机，并向世界各国提供。目前国内已经出现一批能够自主设计、生产辊压机的厂家，如中信重工、成都利君、合肥院、天津院等等。

辊压机工作原理：

辊压机工作原理如图所示，当其工作时，两根结构粗壮的压辊不仅仅做水平相向转动，同时被施加巨大的水平挤压力F，使通过期间物料进行高压料层粉碎被封闭的物料层在被迫向下移动的过程中所受挤压力逐渐增至足够大，直至被粉碎且被挤压成密实料饼从机下排出。

辊压机工作原理示意图

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辊压机轴承运行条件分析：

作为辊压机的主要支承部件-轴承，处于低速、冲击重载且有较强振动的工作条件下运行。因此辊压机轴承一般选用大型双列调心球面滚子轴承作为对辊支承，它不仅承载能力大，还能适应在重负荷下，当辊轴有一定程度歪斜时，保证轴承座孔的同心。从辊压机的工作原理可看出其对辊轴承的恶劣运行条件：由液压系统提供的挤压力达到几百甚至上千吨，轴承承受超大的不断变化的冲击载荷。在该工况条件下，辊压机轴承摩擦副处于典型的混合摩擦范围。同时，轴承还面临水泥厂粉磨现场严重的粉尘的威胁。

因此，在这种运行条件下，油脂选择、现场管理的缺失以及设备操作的不当，都可能导致轴承的损伤甚至报废。如下图所示。

本文将就油脂选择，现场污染源处理两个方面展开以下讨论，从选油及污染控制方面入手，最大程度地避免轴承磨损、报废、润滑系统故障等问题的出现。

一．如何选择合 适的油脂

那么如何为辊压机轴承选择合适的油脂，将成为大家需要考虑的问题。我们下面将以SKF对于轴承寿命公式进行讨论：

Lna=a1·askf(C/P)p

式中：Lna: SKF额定寿命 a1: 轴承的可靠性系数 askf : SKF轴承寿命修正系数 C: 额定动载荷 P：当量动载荷

P: 寿命计算指数，对于滚子轴承取10/3

从新SKF轴承寿命公式可以看到轴承的可靠性系数a1以及额定动载荷和当量

p

动载荷(C/P)已定的情况下, 轴承的寿命取决于askf寿命修正系数。而askf与K(粘度比，也叫卡帕系数)以及ηc油脂污染系数相关。

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其中粘度比系数 K=v/v1

式中v=润滑剂工作温度下的实际工作粘度 mm2/s（图2）

v1=形成润滑所需最小粘度mm2/s（图1）

K值的意义：

k=>4全油膜润滑

= 1 可实现轴承目录上注明的基本寿命 < 4 混合摩擦=> 需添加抗磨损添加剂

< 0.4 混合摩擦并伴有很大部分的摩擦表面直接接触，必须含有

合适EP添加剂或固体润滑剂

以轴承型号为241/560BK30.MB为例，其内径为560mm，外径为920mm,则其dm=560+920/2=740mm。转速为20r/min时，通过图1可大致获得该轴承运行时形成润滑的最小粘度V1约为150mm2/s

图1

而通常辊压机轴承的实际运行温度约为55℃左右，那么我们可以通过图2大致得出，如需要令K=4，那么在55℃时实际运行粘度约600mm2/s左右，那么对应40℃时油脂基础油粘度约为1000~1500mm2/s为佳。

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图2

在确定油脂的基础油粘度范围后，仍然需要考虑油脂在极压状态下的抗磨、抗极压性能，稠化剂的抗剪切性能、冬夏季的泵送性能等因素。针对辊压机轴承的运行工况，建议如下：

1. 足够高的四球焊接负荷Pd，建议在400Kg以上。

2. 含有一定比例的固体添加剂以增强承载能力以及紧急润滑功能。 3. 基础油粘度范围1000~1500mm2/s之间。

4. 合适的稠度，以适应不同地区或不同季节的泵送需求。

下表为国内以及国际上应用最成熟的3种辊压机油脂的典型参数，可看到各个生产

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从上表可看出，3个国际知名品牌的辊压机专用油脂其基础油粘度范围选定与1000~1500mm2/s内，四球焊接负荷Pd在400Kg左右或以上，均含有一定比例的固体润滑剂。因此在选择辊压机油脂时，可参照这些基本参数进行选择。

二．润滑系统现场管理与优化

众所周知，水泥粉磨车间粉尘问题严重，通过笔者多年现场的调研发现，绝大多数用户未站在润滑的角度考虑现场粉尘问题，或者对问题制定出行之有效的解决方案，而是对润滑系统的污染不闻不问或者习以为常。

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以上图片在我国的水泥粉磨现场中属非常常见的一种现象。那么，这样的现场管理会给轴承带来什么样的危害呢？我们依然可从前面所提到的SKF轴承寿命计算进行分析。在SKF寿命公式中，轴承的寿命取决于askf寿命修正系数。而askf除了与K(粘度比，也叫卡帕系数)有关外，非常重要的，还与ηc油脂污染系数相关。

由上表可见，不同的污染程度对轴承寿命的影响是非常巨大的。污染程度越高，则askf系数就越小，轴承的寿命就越短，轴承寿命可能缩短数倍以上。

对于国内大多水泥厂的粉磨车间辊压机轴承的运行条件来说，可能其ηc值位于轻度污染—常见污染—严重污染这个范围内。

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案例：江苏某水泥厂辊压机母分配器卡死，认为是油脂质量导致分配器故障。但通过现场考察可发现，高压油泵周边粉尘污染异常严重，且没有补给泵向高压油泵泵桶里面补充油脂，全部为人工的方式从原装的油桶挖出再放到泵桶里面。整个操作过程均在现场操作。在这个补充油脂的过程中，大量的粉尘进入油泵，最终进入到分配器，甚至轴承内部，导致轴承损伤。

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目前国产辊压机轴承采用的润滑系统，绝大多数为单线集中润滑系统，该系统的主要特点是：润滑可靠，管路简单，容易实现自动控制。它适用于润滑点分布面积不大的场合。

原理图如下：

如上图所示，补脂泵开启，将油脂从油桶泵送至高压干油泵，然后油脂经过高压干油泵到达一级分配器，然后由一级分配器均匀地将油分为两路，各路通过单向阀将油送至二级分配器，二级分配器将油脂按各润滑点的需用量进行再分配后输送到各润滑点。

泵组合的形式：

两个泵组合1—电动补脂泵和高压润滑脂泵。如下图所示：

必须人工从油桶往补油泵自带的储油桶中补充油脂

（风险：1.开启油桶时粉尘进入油桶。2.铲油工具上污染介质进入。3.开盖补油时，由于泵自身过重（50kg）,操作人员无法单人抽起泵体，导致泵体接触地面造成污染）

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两个泵组合2—电动补给泵和高压润滑脂泵

补油泵以油脂桶作为油桶，桶内油脂抽完后直接带桶更换。

（风险：1.由于泵自身过重（50kg）,操作人员无法单人抽起泵体，导致泵体接触地面造成污染。2.开盖过程中，桶盖表面粉尘进入桶内导致污染）

仅高压油泵

必须人工从油桶往高压泵桶中补充油脂

（风险：1.打开高压泵桶盖时粉尘落入泵桶内，2.开启油桶时粉尘进入油桶，3.铲油工具上污染介质进入）

以上就是水泥厂辊压机现场泵的组合的3种形式。这3种形式均有很大机会在补油过程中造成污染物的进入，最终导致分配器或者轴承损伤。

针对目前辊压机轴承润滑系统以及国内水泥厂现场管理的现状，在此提出如下的改善方式。

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1. 从以上的油脂补充及泵送方式来看，外界污染物进入润滑系统均在补充油脂、开启桶盖的过程中发生。因此在操作过程中需要非常注意各个泵桶表面的清洁。参照国外辊压机，如洪堡、伯利休斯等设备，其轴承脂有专属的油站（独立的封闭的空间），更换油桶、补油、以及泵的动作均在油站内完成。这样，就能最大程度地隔绝了粉磨现场粉尘的影响

2.

如现场无条件建设独立的油站空间，则建议采用上述的第二种泵的组合（以油桶作为补油泵的储油桶，泵完即换）的组合方式，减少油脂补充过程的污染。同时需要在对高压油泵以及补油泵桶盖用塑料布进行覆盖防护，必须保持其高度的清洁。 3.

最后，笔者认为最优的解决方案为放弃目前的润滑系统，采用气动泵插入油桶内，把油脂直接泵送到母分配器。（当然泵与桶最好放在独立的封闭的油站内，或者只需建造一个柜子，把泵、桶放入。甚至可以考虑将分配器也集成与于柜内，如图所示）。这样一来，大大地简化了润滑系统，提高系统的可靠性，同时也最大程度地避免补油、换桶过程中可能出现的污染。同时制作简易的桶泵提升机构，在换油桶时可轻松地把泵及桶盖提升，然后更换新的油桶。如下图所示

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气动泵+提升装置

气动泵+提升装置+独立油站

或者将润滑系统所有部件集成在一个控制柜内：这样可以有效防止粉尘对油脂以及泵、分配器的损害。

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4.

对分配器进行必要的防护，如加装保护罩壳，避免如下问题的出现。 5.

现场操作建议：

a. 油脂桶无论在入库时或者从库里面领取到现场后，都需要对油桶进行必要的清洁，尤其是需要人工的方式补充油脂到高压油泵桶里面的时候。

b. 在进行泵桶或者油桶开盖操作时，必须要对所有的桶盖以及周边进行彻底的清洁。而且整个补油需要尽快完成。

c. 人工补油工具必须为专用的工具，并且操作前需要彻底的清理。

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油品管理流程：

结束语

辊压机对辊轴承油脂选用与现场维护，尤其是后者，对所有的水泥生产企业来说都是非常重要的。希望本文能对现场管理人员有所帮助，共同提高设备的生产维护水平，使设备运行更顺畅。

参考文献：

1. SKF(中国)有限公司-《SKF轴承典型型录》

2. 成都市利君实业有限责任公司-《脂润滑系统说明书A版》 3. 赵怡德、汤玉-《精确计算辊压机轴承寿命》

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r77e.html