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案例分析

關於提高水泥廠輥壓機軸承使用壽命的建議
 

輥壓機是水泥廠的核心關鍵設備,其中軸承可靠穩定運行直接影響水泥生產的連續性。壓輥軸承 241/560 的能夠在線使用1~2個大修周期直至更長,是水泥廠設備運行的關鍵指標。 SKF結合在水泥行業的豐富經驗,結合SKF平台產品特點, 提出以下建議:

一. 軸承選型及安裝

1. SKF 軸承型號 :241/560 ECK30J/C3W33


其中EC表示兩個窗式衝壓鋼保持架、內圈無擋邊、帶一個由內圈引導的導環和增強的滾子組。這種內圈無擋邊的設計,優勢在於: 可以減少擋邊的應力集中、載荷均勻分布使之能承受更大載荷, 如下圖所示:


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另外, 軸承型號(國產)是 241/560 CAK30/C3W33,這種CA型內圈帶擋邊的設計容易導致擋邊麵的磨損和滾動體側麵應力集中,保持架對滾動體的導向能力也不如窗式鋼保持架。同時,球麵滾子軸承的發展,E設計和CC設計在逐步取代含擋邊的CA型設計,相關對比如下圖所示。


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2. 軸承遊隙, SKF建議值如下:

241/560 ECK30J/C3W33 的原始遊隙為 0.54~0.68 mm;

徑向遊隙減小量 為 0.24~0.32 mm;

安裝後的允許的剩餘遊隙為 0.25 mm


    其中, 徑向遊隙減少量主要影響軸承內圈在圓錐軸頸上的抱緊力 ,如果軸承原始遊隙較小,那麽徑向遊隙減小量可以相應的取下限。 部分客戶軸承安裝後的遊隙為0.4~0.45mm, SKF認為過大的遊隙將劣化滾動體的運行,主要為:參與承載的滾動體數量減少,少量滾動體在運行時容易產生擦滑,不利於延長軸承使用壽命。如下圖示:


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另外, 考慮到輥壓機一般為輥子內部通水冷卻, 軸承實際的運行溫度並不高,因此,由於溫度變化產生的遊隙減少量將非常小。

不同遊隙時的載荷分布 (左圖為較小遊隙, 右圖為較大遊隙)


3.軸承的安裝

對於圓錐內孔的大型軸承,用液壓裝配法是最好裝配法,液壓裝配可以準確的控製軸承的軸向推進量,進而控製徑向遊隙(如下圖示)。


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二.SKF輥壓機密封解決方案


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    三.輥壓機潤滑脂解決方案

考慮到輥壓機的工況為低速重載,而且存在衝擊載荷,因此,油脂必須滿足:優異的抗磨損、良好機械穩定性、超高承載能力、極壓添加劑、有效的超高
粘度基礎油、抗腐蝕性等。

>SKF建議使用的油脂為:LGEV 2, 技術參數如下:

SKF 帶固體潤滑劑的高粘度軸承潤滑脂 LGEV 2 技術參數

. 皂基/ 基礎油類型: 鋰-鈣基/礦物油

. 工作溫度範圍,oC: -10—+120

. 滴點 DIN ISO 2176, oC: >180

. 基礎油粘度 40 oC,mm2/s: 1020 (100 oc,mm2/s:58)

四.軸承壽命的影響因素

ISO以及SKF計算軸承壽命的公式為:


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其中a1: 可靠性係數; aSKF: 壽命修正係數; p: 壽命 公式指數 (球軸承為3 ; 滾子軸承為10/3)壽命修正係數aSKF 是考慮油脂的粘度和汙染對軸承壽命的影響因數, 這一公式綜合考慮了軸承承載能力、軸承實際載荷、外界汙染、油脂粘度對軸承壽命的影響。因此,要提高輥壓機軸承壽命,除從水泥生產工藝, 即輥壓料塊相對穩定,保持相對恒定的輥縫外, 還必須從以下幾方麵綜合改進:

1.軸承:選用SKF探索者球麵滾子軸承 241/560 ECJ30K/C3W33

2.密封:SKF帶聚四氟乙烯防塵唇的HDSF2 油封(配耐磨襯套);

3.油脂:高性能滾壓機專用油脂 LGEV 2

當然,對輥壓機設備的監控 和預測性維修,可以大大避免非計劃停機,在設備的狀態檢測方麵, SKF的響尾蛇在線狀態監測和故障檢測係統是非常適用於棍

壓機的檢測方案。(響尾蛇檢測方案另附)除在線監控外,對振動數據的頻譜分析,掌握設備的振動狀況和軸承的早期損壞尤為重要。SKF基於加速度包絡技術的數據采集和頻譜分析儀 Microlog CMXA70 可以對振動數據進行分析,可以篩分出各倍頻的振動狀況,其中高頻信號是判斷軸承早期損壞的重要依據。