Golyósmalom tengelycsapágy: fehér fém (Babbitt) vs gördülő elem, hidrodinamikus kenés és hibaüzemmód útmutató

Egy cement- vagy ásványfeldolgozó üzemben lévő golyósmalom vagy SAG malom tömege 1000–5000 tonna lehet, ha teljesen fel van töltve őrlőközeggel és érccel. Ez a teljes forgó tömeg két ponton van megtámasztva – a csapágyak a malom betáplálási és nyomóvégén. Egy nagyméretű SAG malomban minden tengelycsapágy 3000–8000 kN statikus radiális terhelést viselhet egy 800–1800 mm átmérőjű tengelycsapon. Az ezt a terhelést viselő csapágy nem egy katalógusból származó szabványos gördülőcsapágy – ez egy precíziós tervezésű hidrodinamikus fehér fém (Babbitt) csapágy, amely egy vékony, általában csak 50–150 mikron vastagságú, nyomás alatt álló olajrétegen működik. Ha ez az olajfilm sértetlen, a csapágy korlátlan ideig működik, gyakorlatilag kopásmentes. Amikor a fólia tönkremegy – indításkor, olajellátási hiba vagy túlterhelés esetén – ezredmásodperceken belül fém-fém érintkezés lép fel, és a puha Babbitt bélés feláldozza magát, hogy megvédje a tengelycsapot. Egy nagy SAG-malom egyetlen tengelycsapágyának meghibásodása 2–5 millió dollárba kerülhet a termeléskiesés, a tengelyjavítás és a csapágy újrafémezése miatt.

Ez az útmutató a teljes mérnöki keretet nyújtja a golyósmalom és őrlőmalom tengelycsapágyainak kiválasztásához, specifikálásához és karbantartásához – lefedi a fehérfém (Babbitt) és a gördülőcsapágyak közötti alapvető választást, a hidrodinamikus kenési elméletet és a Sommerfeld-számot, a kényszerkenési rendszer tervezését, a csapágyhézag specifikációit és a hiba- vagy kenési rendszer hibamentesítési módjait.

1. rész: Csapágytípusok – fehér fém vs gördülőelem

1.1 Az alapvető választás

Két csapágytechnológiát alkalmaznak az őrlőmalom tengelyének megtámasztására:

Fehér fém (Babbitt) hidrodinamikus csapágyak – a domináns technológia a nagy malmok (héjátmérő > 3,0 m) esetén. A tengelycsap egy precíziós furatú, Babbitt fémmel bélelt csapágyhéjban forog. Normál üzemi körülmények között nyomás alatti olajfilm választja el a csapot a Babbitt felületétől.

Gördülőcsapágyak (gömbgörgős csapágyak) – kisebb malomokhoz (a héj átmérője < 3,0 m) és olyan malmokhoz használatosak, ahol a gördülőcsapágy karbantartásának egyszerűsége elsőbbséget élvez a hidrodinamikus csapágyak maximális teherbírásával szemben.

1.2 Fehér fém (Babbitt) csapágytechnológia

A fehér fém csapágyak egy réteg Babbitt ötvözetet használnak, amely acél vagy öntöttvas hátlaphoz van kötve. A Babbitt réteg – jellemzően 3–12 mm vastag – képezi az olajfilmmel érintkező tényleges csapágyfelületet.

Babbitt ötvözet összetételei:

A golyósmalom és az SAG maró tengelycsapágyakhoz az ón-bázisú Babbitt (2. osztály) a szabványos specifikáció – ez biztosítja a kifáradási szilárdság, a korrózióállóság és a beágyazhatóság legjobb kombinációját (az apró szennyező részecskék felszívódását anélkül, hogy a tengelycsapot horzsolja).

A Babbitt, mint csapágyanyag legfontosabb tulajdonságai:

• Feláldozó kopás: A Babbitt puhább, mint a tengelycsap (általában 20–30 HB, szemben az edzett csap 200–300 HB-vel). Fém-fém érintkezés esetén a Babbitt előnyösen kopik, védve a sokkal drágább tengelycsapot a sérülésektől.

• Beágyazhatóság: A puha Babbitt mátrix apró kemény részecskéket (marási vízkő, por, kopástörmelék) képes beágyazni, amelyek bejutnak a csapágyba, és megakadályozzák, hogy a csap felületén bekopogjanak.

• Alkalmazhatóság: A Babbitt terhelés hatására enyhén deformálódhat, hogy alkalmazkodjon a csapágyfurat és a csap közötti kisebb eltérésekhez, így a terhelés egyenletesebben oszlik el, mint a merev csapágyanyag.

• Fáradási határ: A Babbitt elsődleges korlátja a kifáradási szilárdsága – ciklikus terhelés hatására a Babbitt réteg megrepedhet és leválik a hátlapról. Az ónbázisú Babbitt megengedett csapágynyomása jellemzően 3,5–7,0 MPa folyamatos működés esetén.

1.3 Gördülőcsapágyak marócsonkhoz

Kisebb őrlőmalmok esetén a gömbgörgős csapágyak a standard gördülőcsapágyak a tengelytámaszhoz. A gömbgörgős csapágyakat azért választják, mert:

• Önbeálló képességük (akár ±2,5°-os eltolódásig) alkalmazkodik az őrlőmalom-berendezéseknél előforduló tengelyelhajláshoz és az alap megsüllyedéséhez

• Nagy radiális teherbírásuk a furatátmérőhöz képest

• Kombinált radiális és axiális terhelések elviselésére való képességük

A nagy marócsapágyak gördülőcsapágyainak korlátja a rendelkezésre álló furatméret – a szabványos gömbgörgős csapágyak körülbelül 1250 mm-es furatátmérőig kaphatók, ami korlátozza alkalmazásukat a körülbelül 1100 mm-nél kisebb tengelycsap átmérőjű marókra. A nagyobb malmok esetében a hidrodinamikus fehér fém csapágyak jelentik az egyetlen praktikus megoldást.

1.4 Kiválasztási kritériumok: White Metal vs Rolling Element

2. rész: Hidrodinamikus kenéselmélet – A csapágyak tervezésének alapjai

2.1 A Reynolds-egyenlet és az olajfilm képződése

A forgócsapágyban lévő hidrodinamikus olajfilmet a forgócsap ékhatása hozza létre. Ahogy a csap forog, behúzza az olajat a csapfelület és a csapágyfurat közötti konvergáló résbe. Az ebben a konvergáló olajékben fellépő nyomás támogatja a csap terhelését – ez a hidrodinamikus kenés.

Az olajfilm nyomáseloszlásának irányadó egyenlete a Reynolds-egyenlet:

Ahol:

• P = olajfilm nyomás (Pa)

• h = helyi olajréteg vastagság (m)

• μ = az olaj dinamikus viszkozitása (Pa·s)

• u = csap felületi sebesség (m/s)

• x = kerületi koordináta

• z = axiális koordináta

A Reynolds-egyenletből a legfontosabb meglátás az, hogy az olajfilm nyomása – és így a teherbíró képessége – arányos a következőkkel:

• Az olaj viszkozitása  μ (nagyobb viszkozitás → nagyobb filmnyomás → nagyobb teherbírás)

• A csap felületi sebessége u (nagyobb sebesség → több olaj húzódik az ékbe → nagyobb filmnyomás)

• A filmvastagság inverze h⊃3; (vékonyabb fólia → nagyobb nyomásgradiens → nagyobb teherbírás, de nagyobb a fólia tönkremenetelének kockázata is)

2.2 A Sommerfeld-szám – a kulcsfontosságú tervezési paraméter

A Sommerfeld-szám (S) a dimenzió nélküli paraméter, amely a hidrodinamikus csapágy működési állapotát jellemzi. Egyesíti a csapágy geometriáját, a terhelést, a sebességet és az olaj viszkozitását egyetlen számban, amely előrejelzi a csapágy kenési rendszerét:

Ahol:

• μ = a kenőolaj dinamikus viszkozitása üzemi hőmérsékleten (Pa·s)

• N = csap forgási sebessége (fordulat/s)

• P = csapágyegység terhelés =

(Pa), ahol W a csapágyterhelés (N), L a csapágy hossza (m), és D a csapágy átmérője (m)

• R = naplósugár (m) =D/2

• C = radiális hézag a csapcsap és a csapágyfurat között (m)

A Sommerfeld-szám értelmezése:

Golyósmalom és SAG marócsapágyak esetén a tervezési cél S ≥ 0,30 minden normál üzemi körülmény mellett. A Sommerfeld-szám a legkritikusabb indításkor (alacsony N) és csúcsterhelési körülmények között.

2.3 Minimális filmvastagság számítása

A minimális olajréteg vastagság egy hidrodinamikus csapágyban:

Ahol ε az excentricitási arány (a csapközéppont eltolás és a sugárirányú hézag aránya). Egy jól megtervezett, teljes hidrodinamikai üzemmódban működő marócsapágyhoz:

radiális hézagú csapágyak esetén C = 0,5 mm :

A minimális filmvastagságnak legalább 3-5-ös biztonsági tényezővel meg kell haladnia a csap és a csapágyfurat együttes felületi érdességét:

ahol  Λ a filmvastagság aránya (cél  Λ ≥3 ), Ra pedig a felületi érdesség (általában 

= 0,4–0,8 μm,

= 0,8–1,6 μm Babbitt esetében).

Mert

= 0,4 μm és

= 1,0 μm:

Ez a minimum könnyen teljesíthető a fent kiszámított 150 μm-es filmvastagsággal – ez megerősíti, hogy a csapágy biztonságosan működik a teljes hidrodinamikai üzemmódban.

2.4 Csapágyhézag specifikáció

A radiális hézag

A csapágy és a csapágyfurat közötti C az egyik legkritikusabb méretparaméter a csapágyak tervezésében:

• Túl kicsi: az elégtelen hézag korlátozza az olajáramlást a csapágyon keresztül, csökkenti a hűtést, és növeli a terhelés alatti termikus beragadás kockázatát

• Túl nagy: A túlzott hézag csökkenti az olajfilm nyomását (az ékhatás kevésbé hatékony széles résben), növeli a csap excentricitását és vibrációt okoz

Javasolt radiális hézag marócsapágyakhoz:

1200 mm-es csap átmérőjéhez:

A hézagot üzemi hőmérsékleten kell mérni – a csap hőtágulása (acél, együttható ≈ 12 × 10⁻⁶/°C) csökkenti a tényleges hézagot, ahogy a maró felmelegszik. Egy 1200 mm-es csaphoz, amely a környezeti hőmérséklet felett 60 °C-on fut:

Ez a hőtágulás felemészti a hideghézag jelentős részét – a hideghézagot elég nagyra kell állítani ahhoz, hogy a meleghézag az ajánlott tartományon belül maradjon.

3. rész: Kényszerkenőrendszer tervezése

3.1 Miért elengedhetetlen a kényszerkenés?

A fehér fém rugós csapágyak kényszerített olajkeringetésű kenőrendszert igényelnek – nem egyszerű olajfürdőt vagy zsírkenést. Az okok alapvetőek:

1. Hőelvonás: Az olajfilm viszkózus nyírása hőt termel. Egy nagy SAG marócsapágynál a hőtermelés csapágyonként 20-80 kW lehet. Ezt a hőt a keringő olajnak el kell távolítania – az olaj kenőanyagként és hűtőfolyadékként is működik.

2. Folyamatos olajellátás: A hidrodinamikus fóliát folyamatosan karban kell tartani. Bármilyen megszakítás az olajellátásban – akár néhány másodperces terhelés alatt is – a fólia összeomlását és fém-fém érintkezést okoz.

3. Olajszűrés: Az olajban lévő szennyeződéseket (kopórészecskék, malompor, víz) folyamatosan el kell távolítani, hogy elkerüljük a Babbitt felület és a csap súrlódó károsodását.

3.2 A kényszerkenési rendszer alkatrészei

A teljes tengelycsapágy-kenési rendszer a következőkből áll:

Olajtartály (teknő):

• Űrtartalom: Általában 500-3000 liter nagyméretű marócsonkos rendszerek esetén

• Anyaga: Hegesztett acél belső bevonattal vagy rozsdamentes acél béléssel

• Jellemzők: Olajszint kémlelőablak, hőmérséklet érzékelő, alacsony szint riasztó, leeresztő szelep, akna a tisztításhoz

Fő olajszivattyú:

• Típus: Fogaskerék-szivattyú (kiszorításos) – állandó áramlást biztosít a rendszernyomástól függetlenül

• Feladat: Folyamatos működés, amikor a malom működik

• Készenléti állapot: 100%-os készenléti szivattyú automatikus átkapcsolással a főszivattyú meghibásodása esetén – kötelező nagy malomoknál

Nagynyomású (emelő) szivattyú:

• Típus: Dugattyús szivattyú – nagyon magas nyomást (10–25 MPa) biztosít alacsony áramlási sebesség mellett

• Funkció: Indítás közben leemeli a csapot a Babbitt felületéről azáltal, hogy nagynyomású olajat fecskendez közvetlenül a csap alá a csapágyfuratban lévő zseben keresztül. Ez megakadályozza a fém-fém érintkezést a kritikus indítási időszakban, mielőtt a hidrodinamikus film létrejön.

• Működés: Automatikusan aktiválódik 2-5 perccel a marás megkezdése előtt; deaktiválódik, amikor a malom eléri az üzemi sebességet, és a hidrodinamikus filmréteg megerősítése a csapágy hőmérsékletének stabilizálásával történik

Olajhűtő:

• Típus: Héjcsöves vagy lemezes hőcserélő, vízhűtéses

• Feladat: Tartsa az olajellátás hőmérsékletét 40-50°C-on (a csapágy bemenete)

• Szabályozás: A termosztatikusan vezérelt bypass szelep állandó olajhőmérsékletet tart fenn, függetlenül a környezeti hőmérséklettől vagy a malomterheléstől

Olajszűrés:

• Elsődleges szűrő: 25-50 mikronos abszolút szűrés – eltávolítja azokat a részecskéket, amelyek behatolhatnak a Babbitt felületre

• Másodlagos (finom) szűrő: 10 mikronos abszolút – nagy pontosságú csapágyakhoz

• Mágneses leválasztó: Eltávolítja az olajból a vastartalmú kopórészecskéket

• Céltisztaság: ISO 4406 osztály 16/14/11 vagy jobb a marócsapágyakhoz

Műszerek és reteszek:

Kritikus reteszelés: Ha az olajellátás nyomása a kioldási alapérték alá esik, a malmot azonnal le kell állítani – a csapágy nem bírja tovább 10-30 másodpercnél tovább az olajellátást teljes terhelés mellett.

3.3 Olajválasztás a csúszócsapágyakhoz

Kritikus megjegyzés: NE használjon extrém nyomású (EP) vagy kopásgátló (AW) adalékanyagot tartalmazó olajokat a fehér fém tengelycsapágyakban. Az EP/AW adalékokban lévő kén- és foszforvegyületek kémiai reakcióba lépnek a Babbitt fémben lévő ónnal és ólommal, ami korróziós támadást okoz a csapágyfelületen – ezt a meghibásodási módot gyakran hibásan mechanikai kopásként diagnosztizálják.

3.4 Emelő (nagynyomású) olajrendszer

Az emelőolaj-rendszer jelenti a legkritikusabb védelmet a tengelycsapágy számára az indítás során. Nyugalomból történő indításkor:

• A csap a Babbitt felületén fekszik (határkenés – fém-fém érintkezés)

• A malomnak 0-ról üzemi fordulatszámra kell gyorsulnia (jellemzően 0,2–0,5 ford./perc nagy SAG malmok esetén)

• A hidrodinamikus film nem tud megállni, amíg a csap el nem éri a megfelelő sebességet

Emelőolaj nélkül az indítási periódus fém-fém érintkezéssel jár a csap és a Babbitt között 30-120 másodpercig, ami minden indításnál mérhető Babbitt kopást okoz. Több száz indítás során ez jelentős Babbitt-vastagságveszteséggel és esetleges csapágyhibával halmozódik fel.

Az emelőolaj-rendszer 10–25 MPa nyomáson fecskendezi be az olajat közvetlenül a csap alá, a csapágyfuratban lévő külön zseben keresztül. Ez hidraulikusan emeli le a csapot a Babbitt felületéről a forgás megkezdése előtt, és egy teljes olajréteget tart fenn az indítási folyamat során.

Emelő olajrendszer specifikációja:

4. rész: Csapágyhézag, igazítás és beszerelés

4.1 Csapágyfurat mérése és hézagellenőrzése

A csapágy és a csapágyfurat közötti sugárirányú hézagot beszereléskor és minden újrafémezéskor meg kell mérni és ellenőrizni kell:

Mérési módszer – ólomhuzalos technika:

1. Helyezzen puha ólomhuzalokat (a várt hézagnál valamivel nagyobb átmérőjű) a csapágyfurat tetejére és aljára, párhuzamosan a tengely tengelyével

2. Szerelje össze a csapágyházat és húzza meg a megadott nyomatékkal

3. Szerelje szét és mérje meg az összenyomott ólomhuzal vastagságát mikrométerrel

4. A felső hézag = az ólomhuzal vastagsága felül; hézag alul = ólomhuzal vastagsága alul

5. Az átmérőjű hézag = felső hézag + alsó hézag

Mérési módszer – mérőóra:

A beépített csapágyaknál a csapemelést (az a távolság, amelyet a csap függőlegesen meg lehet emelni, mielőtt érintkezésbe kerülne a csapágyfurat tetejével) mérőórával mérjük. Ez megegyezik a felső hézaggal, ami körülbelül a fele a teljes átmérőjű hézagnak.

4.2 Tengelycsap felületi követelmények

A tengelycsap felületének minősége kritikus a hidrodinamikus csapágyak teljesítménye szempontjából:

A túl durva csapfelület (Ra > 0,8 μm) még teljes hidrodinamikus kenés mellett is lekoptatja a Babbitt felületet – a csap felületén lévő szennyeződések időnként áthatolnak az olajfilmen, és érintkeznek a Babbitttel.

4.3 Csapágybeállítás

Az őrlőmalom két tengelycsapágya közötti eltolódás a csapágy idő előtti meghibásodásának egyik elsődleges oka. A két csapágy középvonalának koaxiálisnak kell lennie az alábbiakon belül:

1200 mm-es csaphoz 1500 mm hosszú csapágyban:

Az eltolódás miatt a csap szögben fut a csapágy furatán belül, ami a terhelést a csapágy egyik végére koncentrálja, és nem egyenletes nyomáseloszlást hoz létre a Babbitt felületen. Az eredmény a terhelt végén felgyorsult kopás és az esetleges Babbitt-kifáradás miatti repedés.

5. rész: Csapágyhibás üzemmód elemzése

5.1 Babbitt-fáradtság (repedés és leválás)

Megjelenés: Repedések a Babbitt rétegben, jellemzően párhuzamosan a csapágy tengelyével vagy hálózatos mintázatban. Előrehaladott esetekben a Babbitt részei leválanak a hátlapról, és keringenek az olajrendszerben (ezt az olajelemzés vagy a szűrővizsgálat észleli).

Kiváltó okok:

• A csapágyegység nyomása meghaladja a megengedett határértéket (> 7 MPa): A csapágy túlterhelése a Babbitt kifáradási határon túl ciklikus feszültséget okoz a Babbitt rétegben, ami repedéseket okoz. Leggyakrabban a malom túlterhelése (túlzott őrlőközeg töltés) vagy az alapozásból származó terhelés újraeloszlása ​​okozza.

• Babbitt kötési hibák: A Babbitt réteg és a hátlap közötti rossz kötés feszültségkoncentrációkat hoz létre a határfelületen, amely ciklikus terhelés hatására delaminációt indít el. A hátlap felületének nem megfelelő előkészítése az újrametálozás előtt.

• Termikus kifáradás: Az ismételt indítási-leállítási ciklusok hőfeszültséget hoznak létre a Babbitt rétegben (a Babbitt jobban kitágul és összehúzódik, mint az acél hátlap a magasabb hőtágulási együtthatója miatt).

Javító intézkedés:

• Ellenőrizze, hogy a malom töltet tömege nem haladja meg a tervezettet – ellenőrizze az őrlőközeg szintjét és az érc sűrűségét

• Végezzen olajelemzést és szűrővizsgálatot, hogy katasztrofális meghibásodás előtt észlelje a Babbitt-részecskéket

• A következő leállításkor ellenőrizze a Babbitt felületet vizuális vizsgálattal és festék behatolási teszttel (PT)

• Ha a repedés a csapágyfelület több mint 10%-át fedi le, ütemezze az újrafémezést a következő tervezett karbantartási időszakra

5.2 Naplópontozás (törlés)

Megjelenés: Hosszirányú karcolások vagy elkenődés a csap felületén és ennek megfelelő sérülés a Babbitt felületen. Súlyos esetekben a Babbittet elkenik, és a folyóirat mentén újra elosztják.

Kiváltó okok:

• Az olajfilm összeomlása üzem közben: Olajellátás meghibásodása (szivattyú meghibásodása, csőelzáródás, szűrő bypass), túl alacsony olajviszkozitás (túlmelegedés vagy nem megfelelő minőség), vagy a hidrodinamikai film kapacitását meghaladó csapágyterhelés.

• Indítás emelőolaj nélkül: A fém-fém érintkezés az indítás során anélkül, hogy az emelőolaj-rendszer aktiválva lenne, a Babbitt felület letörlését okozza. Minden egyes védelem nélküli indítás mérhető vastagságú Babbitt eltávolítja.

• Szennyezőanyag behatolása: Az olajban lévő kemény részecskék (malomkő, szilícium-dioxid), amelyek nagyobbak, mint az olajréteg vastagsága, áthatolnak a filmen, és bevágják a csap és a Babbitt felületet.

Javító intézkedés:

• Minden malomindítás előtt ellenőrizze, hogy az emelőolaj-rendszer működőképes-e és aktiválva van - ez nem alku tárgya

• Ellenőrizze az olajellátás hőmérsékletét, nyomását és áramlási sebességét a tervezési előírásoknak megfelelően

• Növelje az olajszűrést 10 mikronos abszolút értékre, ha szennyeződés gyanúja merül fel

• Vizsgálja meg a napló felületét a következő leállításkor – kisebb horzsolás (Ra < 1,6 μm) in situ polírozható; súlyos pontozáshoz napló eltávolítása és újraköszörülés szükséges

5.3 Korrozív támadás Babbitt ellen

Megjelenés: A Babbitt felületen lyukas és maratott, gyakran sötét vagy elszíneződött megjelenésű. A lyukak a csapágyfelületen oszlanak el, nem pedig egy meghatározott helyre koncentrálódnak (megkülönböztetve a kifáradásból eredő foltoktól, amelyek lokalizálódnak).

Kiváltó okok:

• EP/AW adalékok az olajban: Az extrém nyomású kén- és foszforvegyületek vagy a kopásgátló adalékok reakcióba lépnek a Babbittben lévő ónnal és ólommal, kémiai korróziót okozva a csapágyfelületen. Ez a leggyakoribb oka a marócsapágyak korrozív támadásainak – ez akkor fordul elő, ha az olaj specifikációját megváltoztatják anélkül, hogy ellenőrizték volna a Babbitt kompatibilitást.

• Vízszennyezés: Az olajban lévő víz (a hűtővíz szivárgásából vagy kondenzációjából) a Babbitt ólomkomponensének oxidációját okozza, és ólom-oxidot képez, amely keményebb, mint a Babbitt mátrix, és kopást okoz.

• Savas olajlebomlás: A súlyosan lebomlott olaj (magas savszám) kémiailag megtámadja a Babbitt felületet.

Javító intézkedés:

• Azonnal váltson tiszta R&O (rozsda- és oxidációgátló) ásványolajra, amely nem tartalmaz EP vagy AW adalékokat

• Az újratöltés előtt öblítse át tiszta olajjal a teljes kenőrendszert

• Ellenőrizze, hogy nem szivárog-e hűtővíz az olajhűtőben – végezzen nyomáspróbát a hűtőn

• Végezzen rendszeres olajelemzést (minimum negyedévente), beleértve a savszámot, a víztartalmat és a spektrometrikus fémelemzést

5.4 Csapágy túlmelegedés

Megjelenés: A csapágyfém hőmérséklete meghaladja a 80°C-ot (kioldási alapérték). Az olajellátás hőmérséklete emelkedik. Súlyos esetekben a Babbitt lokálisan megolvad (Babbitt olvadáspontja: ón-bázis ≈ 240°C; ólombázis ≈ 180°C), és az olvadt fém kilökődik a csapágyból.

Kiváltó okok:

• Nem megfelelő olajáramlási sebesség: A tervezett sebesség alatti olajáram csökkenti a kenést és a hűtést egyaránt. A szivattyú kopása, az eltömődött szűrők vagy a részben zárt leválasztó szelepek okozzák.

• Az olajhűtő szennyeződése: Az olajhűtő hűtővíz oldalán lerakódott vízkő csökkenti a hőátadást, ami az olajellátás hőmérsékletének emelkedését okozza.

• Túl nagy csapágyhézag: A túlzott hézagú kopott csapágy lehetővé teszi a csap nagy excentricitású működését, csökkentve az olajréteg vastagságát és növelve a viszkózus hőtermelést.

• A malom túlterhelése: A túlzott őrlőközeg vagy érctöltet a tervezésen túl növeli a csapágyterhelést, növelve a hőképződést az olajfilmben.

Javító intézkedés:

• Ellenőrizze az olaj áramlási sebességét a tervezési specifikációnak megfelelően – tisztítsa meg vagy cserélje ki a szűrőket, ellenőrizze a szivattyú teljesítményét

• Tisztítsa meg az olajhűtőt (vízoldal) – szükség esetén vízkőtelenítsen

• Mérje meg a csapágyhézagot – ha a hézag meghaladja a tervezési érték 1,5-szeresét, ütemezze be az újrafémezést

• Ellenőrizze, hogy a malom töltet tömege a tervezési határokon belül van

5.5 A csapágy vibrációja és instabilitása (olajörvény)

Megjelenés: Szubszinkron rezgés a forgási frekvencia körülbelül 0,4–0,48-szorosánál. A rezgés amplitúdója a sebességgel növekszik, és nagyobb sebességnél önfenntartóvá válhat (olajkorbács).

Kiváltó okok:

• Olajörvény: Hidrodinamikai instabilitás, amely akkor fordul elő, amikor a csapközéppont körülbelül a forgási sebesség felével kering a csapágy középpontja körül. A csapágy teherbírásához viszonyított elégtelen csapágyterhelés okozza – a csap a csapágy közepén 'lebeg' ahelyett, hogy a terhelés félretolná.

• Túl nagy a csapágyhézag: A túlzott hézagú kopott csapágyak érzékenyebbek az olajörvényes instabilitásra.

• Alacsony csapágynyomás: Az enyhén terhelt csapágyak (egységnyomás < 0,5 MPa) hajlamosak az olajpörgésre.

Javító intézkedés:

• A marócsapágyaknál az olajpörgés nem gyakori a nagyon nagy csapágyterhelés miatt – ha előfordul, ellenőrizze, hogy a csapágy ténylegesen meg van-e terhelve (ellenőrizze, hogy nincs-e az alapozás, amely csökkenthette az egyik csapágy terhelését)

• Fontolja meg az előfeszített csapágykialakítást vagy a nem kör alakú furatprofilú (citromfurat, háromkaréjos furat) csapágyat, amely biztosítja a benne rejlő stabilitást

• Mérje meg és javítsa ki a csapágyhézagot, ha túl nagy

Gyakran Ismételt Kérdések

1. kérdés: Mi a különbség a fehér fém (Babbitt) és a gördülőcsapágyak között a golyósmalom fogantyúihoz?

A fehér fém (Babbitt) hidrodinamikus csapágyak nyomás alatti olajfilmen működnek, amely teljesen elválasztja a csapágycsapot a csapágyfelülettől – teljes hidrodinamikus kenés mellett nincs fém-fém érintkezés, és gyakorlatilag nincs kopás. A nagy (> 3,0 m átmérőjű) marók szabványa, mivel nagyon nagy csapátmérőket (akár 2000 mm+) is alkalmazhatnak gyakorlati méretkorlátozás nélkül. A gördülőcsapágyak (gömbgörgős csapágyak) gördülő érintkezést használnak, és egyszerűbb a karbantartásuk, de körülbelül 1100 mm-es furatátmérőre korlátozódnak, és kisebb az ütési terheléstűrésük. A bányászati ​​és cementipari nagyméretű SAG és golyósmalmok esetében a fehér fém hidrodinamikus csapágyak az egyetlen praktikus választás.

2. kérdés: Milyen Sommerfeld-számra kell tervezni a marócsapágyat?

A folyamatos működés tervezési célja S ≥ 0,30 – ez biztosítja a teljes hidrodinamikus kenést fém-fém érintkezés nélkül. S < 0,05 esetén az olajfilm lebomlik, és megkezdődik a határkenés (fémmel való érintkezés) – ez veszélyes, és normál működés közben nem fordulhat elő. A Sommerfeld-szám a legkritikusabb indításkor (alacsony N sebesség) és csúcsterhelés alatt. Az emelőolaj-rendszert kifejezetten a csapágy védelmére tervezték indításkor, amikor a Sommerfeld-szám a hidrodinamikai küszöb alatt van.

3. kérdés: Miért kell az EP (extrém nyomású) adalékokat kerülni a malomcsapágy olajban?

Az EP és AW (kopásgátló) adalékok kén- és foszforvegyületeket tartalmaznak, amelyek kémiai reakcióba lépnek a Babbitt fémben lévő ónnal és ólommal, ami korrozív lyukasztást okoz a csapágyfelületen. Ezt a korrozív támadást gyakran rosszul diagnosztizálják mechanikai kopásként. A fehér fém tengelycsapágyak megfelelő olajleírása egy tiszta R&O (rozsda- és oxidációgátló) ásványolaj, ISO VG 100–220 a Sommerfeld-szám számítástól függően, EP vagy AW adalékanyagok nélkül. Mindig ellenőrizze az olaj-kompatibilitást a Babbitt-tel, mielőtt olajmárkát vagy -minőséget váltana ki. 

4. kérdés: Milyen gyakran kell aktiválni az emelőolaj-rendszert?

Az emelőolaj-rendszert minden malomindítás előtt aktiválni kell – kivétel nélkül. Minden egyes védetlen indítás (emelőolaj nélkül) mérhető Babbitt kopást okoz a fém-fém érintkezés során az indítási időszakban. Több száz indítás során ez jelentős Babbitt vastagságveszteséggel halmozódik fel. Az emelőolaj-rendszert 2-5 perccel a malomindítási parancs előtt aktiválni kell, és automatikusan ki kell kapcsolni, amikor a malom eléri az üzemi fordulatszám 50-70%-át. Minden indítás előtt ellenőrizze, hogy az emelő olajnyomása a specifikáción belül van (10–25 MPa).

5. kérdés: Mi a helyes sugárirányú hézag egy golyósmalom tengelycsapágyához?

Az ajánlott sugárirányú hézag 0,001 és 0,0015 × csap átmérője. Egy 1200 mm-es csap esetén ez 1,2–1,8 mm sugárirányú hézagot ad. A hideghézagot nagyobbra kell állítani, mint a meleghézag célértékét, hogy figyelembe vegyék a csap hőtágulását – egy 1200 mm-es acélcsap esetén, amely 60 °C-kal a környezeti hőmérséklet felett fut, a hőtágulás körülbelül 0,86 mm-rel csökkenti a hézagot. Mérje meg a távolságot ólomhuzalos technikával a telepítéskor és minden újrametálozás után. Ha a mért hézag meghaladja a tervezési érték 1,5-szeresét, ütemezze be az újrafémezést.

6. kérdés: Hogyan észlelhetem a Babbitt-fáradtságot a katasztrofális meghibásodás előtt?

A leghatékonyabb korai figyelmeztető módszerek a következők: (1) Olajelemzés – a spektrometrikus elemzés észleli az ón- és ólomrészecskéket a Babbitt kopásából származó olajban, mielőtt látható károsodás keletkezne; negyedéves olajelemzési minimum ütemezése; (2) Szűrő ellenőrzése – minden szűrőcsere alkalmával ellenőrizze az olajszűrő elemet, hogy nem tartalmaz-e fémrészecskéket; A Babbitt részecskék lágyak és ezüstösek; (3) Rezgésfigyelés – a csapágyházon található gyorsulásmérők észlelik a vibrációs jel változásait, amikor a Babbitt felület állapota romlik; (4) A csapágyhőmérséklet trendje – a csapágyfém hőmérsékletének hetek alatti fokozatos emelkedése a Babbitt felületi leromlása miatti súrlódás növekedését jelzi.

Yile gépek: egyedi csapágyak és maró alkatrészek

A Yile Machinery egyedi csapágyalkatrészeket, csapágyhéjakat és kapcsolódó malom-hardvereket szállít golyósmalmokhoz, SAG-malmokhoz, rúdmalmokhoz és forgókemencékhez cement-, bányászati ​​és ásványi feldolgozási alkalmazásokhoz.

Csapágy-ellátási lehetőségeink:

• Babbitt-bélésű csapágyhéjak: ón-bázisú Babbitt (1. és 2. fokozat) és ólombázisú Babbitt; héjátmérő 400 mm és 2000 mm között; precíziós fúrás ±0,01 mm-ig újrametálozás után

• Csapágyhátfalak: öntöttvas vagy gyártott acél; precíziós megmunkálású furat és külső külső; előírás szerint megmunkált emelő olajzseb

• Csavarcsapok (tengelyvégek): Kovácsolt 42CrMo4 ötvözött acél; csiszolva Ra ≤ 0,4 μm-re; 200-300 HB-ra edzett

• Csapágyházak: öntött vagy gyártott acél; precíziós fúrás; olaj bemeneti/kimeneti csatlakozások; hőmérséklet érzékelő portok

• Újrametálozási szolgáltatás: Teljes Babbitt eltávolítás, felület-előkészítés és újrabélés szolgáltatás elhasználódott vagy sérült csapágyhéjak esetén

• Mérnöki dokumentáció: Sommerfeld-szám számítás; minimális filmvastagság ellenőrzése; csapágyhézag specifikáció; olajrendszer tervezési felülvizsgálata

Kapcsolódó termékek és műszaki források:

• Bányászati ​​és cementipari megoldások – teljes alkatrészellátás golyósmalmokhoz, SAG-malmokhoz és forgókemencékhez

• A forgó kemence gumiabroncs- és támasztógörgős útmutatója – Hertz érintkezési feszültség és beállítási módszer a kemencetámasztó rendszerekhez

• Hengerműves hengerek: Munkahengerlés és tartalékhenger-útmutató – görgős nyakcsapágy kiválasztása és érintkezési feszültség hengerműves alkalmazásokhoz

• Ipari spirális és kúpkerekes hajtómű kiválasztásának útmutatója – malomhajtású hajtóműválasztás és szerviztényező módszertana

• Szállítógörgő-választási útmutató – tengelykialakítás és csapágyspecifikáció szállítószalag-tárcsákhoz

• Egyedi kovácsolások — tengelyek, fogaskerekek és gyűrűs kovácsolások — kovácsolt tengelycsapok és csapágyalkatrészek

• Kovácsolt vs. öntött acél tengelyek törőgépekhez – kovácsolási folyamat és anyagválasztás referencia

• Steel & Metal Processing Solutions – malomelemek acélgyári csiszolóberendezésekhez

Árajánlat kéréséhez adja meg:

• ✅ A malom típusa (golyós malom / SAG malom / rúdmalom) és a malom átmérője × hossz

• ✅ Futócsap átmérője és hossza (mm)

• ✅ Csapágyterhelés tengelyenként (kN) vagy teljes marósúly

• ✅ Maró üzemi fordulatszáma (rpm)

• ✅ Meglévő csapágyház méretei (OD, ID, hossz) vagy rajz

• ✅ Babbitt fokozat szükséges (ón-alap 1. fokozat / 2. fokozat / ólombázis)

• ✅ Szükséges csapágyhézag (vagy OEM specifikáció)

• ✅ Mennyiség és szállítási határidő

• ✅ Elhasználódott vagy sérült csapágyház visszafejtéshez

Email: jasmine@yileindustry.com

RFQ küldése: www.yilemachinery.com/contactus.html

Sommerfeld-számszámítás és olajrendszer-tervezési áttekintés minden csapágyrendeléshez mellékelve. Újrametálozási átfutási idő: 2-4 hét standard méreteknél.

Kapcsolódó technikai források

• Forgókemencés gumiabroncs és támasztóhenger: Útmutató a stresszhez, a gumiabroncsok migrációjához és beállításához

• Szállítószalag feszítőgörgő kiválasztása: CEMA sorozat, teherbírás és csapágy élettartam útmutató

• Szállítógörgő kiválasztása: tengelykialakítás, szíjfeszítés és késleltetési útmutató

• Hengermű hengerei: Munkahenger és tartalékhenger anyagválasztási útmutató

• Ipari csavarmenetes és kúpkerekes hajtóműválasztási útmutató

• Egyedi kovácsolt termékek — Fogaskerék-darabok, gyűrűs kovácsolt anyagok és tengelyek

• Bányászati ​​és cementipari megoldások