水泥工业挤压联合粉磨工艺中辊压机重载轴承的润滑

　　前言

　　辊压机是上个世纪八十年代中期在国际上发展起来的新型粉碎设备，以辊压机为主组成的挤压联合粉磨工艺应用于水泥、采矿等行业在增产、节能方面效果显著，顺应了节能、减排的环保要求。因此，在水泥行业大力发展的背景下，辊压机得到越来越广泛的应用。

　　采用辊压机和球磨机组合成一体的粉磨系统，其有效性能关键在于：设备运行的可靠性，包括其运行故障率和耐磨损性能，设备运行的粉磨效率直接关系到节能效果。辊压机的重载轴承处于低速、重载、有冲击负荷的工况条件，该系统的稳定运行与否直接影响设备运行的可靠性，本文从专业润滑的角度分析了辊压机重载轴承的工况特点及其润滑建议。

　　一、辊压机工作原理

　　辊压机是根据高压料层粉碎原理，通过一对相向旋转的辊子（其中一只是固定辊，另一只是活动辊），将液压力经过活动辊作用在进入两辊间的物料上，把物料压实粉碎。

　　在辊子的作用下，除了与辊面接触的物料颗粒受到辊面直接压力外，物料颗粒之间也产生相互压力作用，将物料压实和粉碎。第一阶段中以“挤满给料”方式给入物料，在辊面的作用下，受到加速，辊子间的间距逐渐减少，物料产生压实和预粉碎，同时颗粒间重新排列，使颗粒间空隙减少。在第二阶段物料进入压实区，压实区从与水平成角度为7º的扇形区开始，压力在该区域达到峰值，颗粒间相互挤压使全部颗粒受力而粉碎。

　　二、辊压机重载轴承工况特点及润滑要求

　　辊压机重载轴承的摩擦副是轴承的内外圈、滚动体和保持架，其工况条件主要是低速、重载、冲击载荷和振动。在该工况条件下，摩擦副处于典型的混合摩擦范围，摩擦副表面会部分接触，油膜并未将接触面完全分开，如下图所示：

　　1、辊压机轴承工作在严酷的工况条件下:

　　低速: 10~30 rpm
　　重载: C/P = 2~4
　　载荷种类: 径向为主, 轴向为辅
　　载荷特点: 冲击载荷, 振动
　　工作温度: 50~70 ℃ (有冷却)
　　轴承寿命要求 > 20,000 工作小时

　　根据下面的SKF轴承寿命公式，在轴承本身材料不变的情况下，其寿命和工况负荷和在其工况下润滑剂的提供的黏度有很大关系。

　　2、C/P 值

　　C：代表轴承的基本动态载荷，是轴承本身的一个基本参数．
　　P：代表实际等效动态载荷，取决于现场负荷.
　　C/P > 30=非常低载荷
　　C/P20 - 30=低载荷
　　C/P8 - 20=中等载荷(从C/P < 10 开始需要极压添加剂)
　　C/P 4 - 8=高载荷 (如必要，需固体润滑添加剂)
　　C/P<4=属于极高载荷，一般辊压机的C/P = 2~4，载荷极高。

　　3、 粘度比例 k = V / V1  

　　V1 => 参考粘度 (最低要求粘度)
　　V => 工作粘度 (润滑剂的实际粘度)
　　k=>4全液膜润滑                                
　　　　> 4　+ 清洁+ 中等载荷 => 无疲劳损伤.
　　　　= 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 => 必须含有合适的EP添加剂或固体润滑剂

　　综上所述，对于低速重载轴承来说，润滑剂提供的基础油粘度越高，其承载能力越强，对轴承的保护越好。高粘度的基础油能形成抗剪切的高弹性缓冲油膜，润滑油的基础油粘度是第一要素，润滑脂使用的基础油最佳粘度在1500~2000 mm2/s 左右。同时，润滑剂需要高效极压和抗磨损添加剂，以及适量的固体润滑剂，增强承载性能和抗磨损效果，也在紧急状况下起到润滑保护作用。

　　三、辊压机轴承常见失效分析

　　根据工作现场数据反馈，和润滑有关的轴承失效高达43%，其中由于材质问题引起的轴承失效低于10%。如右图所示：

辊压机轴承常见失效形式

　　1、由于润滑剂过早失效而导致钢制滚动轴承的失效，在这种情况下，圆形滚子轴承上几乎没有润滑膜的残留物。解决方案 : 选用适合工况的润滑剂
　　2、润滑剂基础油的粘度太低，不能形成足够厚的保护油膜，在冲击负载下不能提供良好的磨损保护性能。解决方案 : 提高基础油粘度
　　3、外周磨损在滚子的推力面留下磨痕。这是由于过多的轴向推力负荷，不充分润滑或滚子歪斜造成的。轴承中可能会产生过多的内部热量，导致过早的咬合和/或保持架失效。解决方案：装配校正，改善润滑剂的极压和抗磨性能
　　4、摩擦腐蚀产生的原因：
轴承配合松动、振动、轴承的蠕动作用，解决方案：使用含有固体润滑材料的润滑剂

　　四、克鲁勃在重载轴承领域的产品和服务

　　1、 重载轴承润滑脂Klüberlub BE 41–1501Klüberlub BE 41-1501是专门为低速大型重载滚动轴承而开发的，其典型应用是辊压机重载轴承和回转破碎机中的滚动轴承(调心轴承)。其特点如下：

　　重载轴承润滑脂
　　高基础油粘度(ISO VG 1500 mm2/s)
　　优异的抗磨损性能
　　含有固体润滑剂，以保证紧急情况下的润滑保护　
　　不含铅和氯，环境友好Klüberlub BE 41-1501的抗磨特性Klüberlub BE 41-1501在FAG-FE-8滚动轴承试验台上进行500小时试验，结果如下：

　　平均值  
　　FAG/Schweinfurt对“重载润滑脂的限值：<= 35mg 

　　FAG测试结果小结（摘录）

　　“ 根据测试结果可作如下结论：Klüberlub BE 41-1501满足 FAG 对 LG12类润滑脂的润滑要求，可用于承受重载和震动的低速滚动轴承(点接触和线接触)，如辊压机和破磨设备的重载轴承”。

　　2、 克鲁勃为重载轴承润滑提供专业轴承分析和现场检测

　　克鲁勃在全球成立有GATE-B (轴承行业的全球行动组织)，汇集了大批轴承方面的专家，对各类轴承及润滑问题进行深入透彻的分析并提供解决方案。克鲁勃在中国区拥有自己的轴承专家团队和技术服务团队，持续地向辊压机客户提供最有价值的轴承专业技术分析以及现场检测服务。

　　五、重载轴承润滑脂Klüberlub BE 41 –1501的应用

　　Klüberlub BE 41 –1501在全球30多个国家，200多个水泥厂、钢厂均有成功应用，并且得到KHD、Köppern、Krupp Polysius 等国际OEM的认证和推荐。同时，在国内也有越来越多的OEM和客户推荐和使用Klüberlub BE 41–1501用于辊压机重载轴承和立磨磨辊密封的润滑。

　　结论

　　大型低速重载滚动轴承润滑脂Klüberlub BE 41-1501包含固体润滑材料，其超高黏度(ISO VG 1500 mm2/s) 在低速重载工况下提供优秀的极压保护，对环境友好，并具有良好的经济性。在水泥工业挤压联合粉磨工艺中，为辊压机提供安全、长周期、满负荷的稳定运行，进而保证设备运行的粉磨效率和节能效果。