馬秀林
（河北鋼鐵集團礦業有限公司）

　　摘　要：自球磨機出現以來，球磨機載礦業、冶金、建材、化工及電力部門若干基礎行業中得到了廣泛應用，對球磨機的研究也受到了相關專家的高度重視。本文結合目前我國礦山行業生產的實際，介紹了礦山破碎作業中新型節能球磨機的應用和發展情況，以及帶來的經濟效益。
　　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，球磨機作為破損生產作業的關鍵設備，具有著廣泛的應用。具有結構簡單兼顧、操作可靠、適應性強、破碎比和產能巨大、能夠滿足長期連續大規模工業生產的需要。
　　球磨機是依靠介質對物料的沖擊和研磨作用完成對物料的破損作用的，介質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效率及能耗。
　　隨著經濟的發展，在綠色環保、節能低碳的基礎上發展可持續的循環經濟是當今世界發展的主旋律。對選礦行業而言，降低球磨機的電耗水平，提高球磨機的運轉效率，是實現可持續發展的關鍵。
　　節能球磨機包括球磨機旋轉滾筒、支架底座和驅動裝置和附件等，節能球磨機旋轉滾筒地步固定有支架底座，旋轉滾筒上的出料位置安裝有細料篩，驅動裝置設置在節能球磨機旋轉滾筒的外部。
　　相比傳統球磨機采用滑動軸瓦，摩擦阻力大，功耗高，據統計，因摩擦功耗損失約占電動機功率的17%-23%。新型節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　新型滾動軸承節能磨煤機的應用特點
　　對于采用滑動軸瓦的傳統球磨機，由于采用主軸承摩擦系數大，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，每年可以節約上萬噸水，由于節省了潤滑油站，同時也節省了油站的電能消耗。
　　新型滾動軸承節能球磨機，以滾動軸承摩擦系數為0.0025，而滑動軸承摩擦系數為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，運轉效率高。
　　總體而言，節能球磨機所匹配的電動機功率可降低15%-20%以上，達到節能預期。
　　3　節能球磨機應用經濟效益分析
　　節能球磨機已經在礦山現場生產中得到成功應用，經濟效益和社會效益非常顯著。具體體現在以下幾個方面：
　　1、技術改造操作方便：新型滾動軸承節能球磨機，使用專用滾動軸承技術，既可以設計制造新的節能球磨機，也可以對現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的軸肩，也不需要改變軸承座底板，僅僅需要更換節能球磨機的新軸承座，增加密封件和滾動軸承，軸承襯套，技術改造的內容相對簡單，操作方便。
　　1、安全可靠性高：節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：節能球磨機可保證長期持續連續正常的生產運轉，因而節約了大量的人力物力。
　　3、節能效果顯著：節能球磨機進行技術改造之后，節約電量可達到15%以上，節約潤滑油70%以上，綜合節能約可達到15%以上。
　　4、經濟效益提高：以公司某鐵礦中應用的節能球磨機為例，該礦區球磨機改造前，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，取得了顯著的經濟效益。
　　4　節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，同時嚴格規定了節能球磨機結構形式、材質、徑向游隙、熱處理、加工工藝、驗收規范等。
　　例如，中空軸直徑D=1000mm，運轉時負荷170t，轉速21.7r/min，根據相關標準，該節能球磨機的主軸承可設計為雙列調心球面滾子軸承S1000CAKF3/W33，軸承內徑1000mm，外徑1400mm，寬度260mm。
　　對節能球磨機而言，滾動軸承的密封更加重要，密封既要防止潤滑劑的泄露，也要防止外界有害異物的浸入和粉塵的進入，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潤滑劑老化。節能球磨機普遍運轉在礦山行業現場，環境差，粉末、礦漿均有可能浸入，這是十分不利的。
　　傳統的密封方法是在出軸處壓工業毛氈，運轉一些時間后，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、滑動速度以及接觸處的表面加工質量等都有較高的要求，密封裝置在運轉過程中發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。
　　近年來國內研究者采用密封脂密封。在軸承座兩側端蓋出軸處設計有密封環，密封環上內、外設有油槽，另外設計密封套與密封環配合，油槽內充滿密封脂，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，軸承發熱潤滑油變稀外串，有利于軸承座內部地清潔。
　　5　結束語
　　新型滾動軸承節能球磨機已經過在一些礦山企業中得到試點應用，證明了專用滾動軸承節能球磨機節能技術已經逐步走向成熟，取得了顯著的經濟效益和社會效益，改善了礦山生產條件，具有廣闊的推廣應用前景。
　　參考資料
　　【1】段希祥，球磨機介質工作理論月實踐，北京冶金工業出版社，1999.
　　【2】趙顯東，高效節能磨礦設備綜述，礦山機械，1999.
　　【3】汪超群，采用ZQM型節能球磨機技術對傳統式磨礦機的改造，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：《科技創新導報》