Ležaj za oprijem krogličnega mlina: bela kovina (Babitt) proti kotalnemu elementu, hidrodinamično mazanje in vodnik po načinu napak

Kroglični mlin ali mlin SAG v obratu za predelavo cementa ali mineralov lahko tehta 1.000–5.000 ton, ko je popolnoma napolnjen z mletjem in rudo. Ta celotna vrteča se masa je podprta na dveh točkah — na ležajih na dovodnem in izpustnem koncu mlina. V velikem mlinu SAG lahko vsak ležaj na palico nosi statično radialno obremenitev 3.000–8.000 kN na premeru ležaja gredi 800–1.800 mm. Ležaj, ki podpira to obremenitev, ni standardni kotalni ležaj iz kataloga - to je natančno izdelan hidrodinamični ležaj iz bele kovine (Babbitt), ki deluje na tankem sloju olja pod pritiskom, ki je običajno debel le 50–150 mikronov. Ko je ta oljni film nedotaknjen, ležaj deluje neomejeno s skoraj ničelno obrabo. Ko se folija pokvari – ob zagonu, med izpadom oskrbe z oljem ali pod preobremenitvijo – pride do stika kovine s kovino v milisekundah in mehka obloga Babbitt se žrtvuje za zaščito ležaja gredi. Ena sama okvara ležaja z nastavkom na velikem mlinu SAG lahko stane 2–5 milijonov USD v izgubljeni proizvodnji, popravilu gredi in prenovitvi ležajev.

Ta priročnik nudi popolno inženirsko ogrodje za izbiro, določanje in vzdrževanje opornih ležajev krogličnih mlinov in mlinčkov – zajema temeljno izbiro med belo kovino (Babbitt) in kotalnimi ležaji, teorijo hidrodinamičnega mazanja in Sommerfeldovo število, zasnovo prisilnega mazalnega sistema, specifikacijo zračnosti ležajev in načine odpovedi, ki so posledica nepravilnih specifikacij ali pomanjkljivosti mazalnega sistema.

1. del: Vrste ležajev z opornimi palicami — Bela kovina proti kotalnemu elementu

1.1 Temeljna izbira

Dve tehnologiji ležajev se uporabljata za oporo rogljev mlina:

Hidrodinamični ležaji iz bele kovine (Babbitt) — prevladujoča tehnologija za velike mline (premer lupine > 3,0 m). Oporni ležaj se vrti znotraj natančno izvrtane ležajne lupine, obložene s kovino Babbitt. Oljni film pod tlakom ločuje ležaj od površine Babbitt v normalnih pogojih delovanja.

Kotalni ležaji (sferični valjčni ležaji) — uporabljajo se za manjše mline (premer lupine < 3,0 m) in za mline, kjer ima preprostost vzdrževanja kotalnih ležajev prednost pred končno nosilnostjo hidrodinamičnih ležajev.

1.2 Tehnologija ležajev iz bele kovine (Babitt).

Ležaji iz bele kovine uporabljajo plast zlitine Babbitt, vezano na jekleno ali litoželezno podložno lupino. Babbittov sloj - običajno debel 3–12 mm - tvori dejansko nosilno površino, ki je v stiku z oljnim filmom.

Sestave zlitin Babbitt:

Za ležaje z opornimi palicami krogličnih mlinov in mlinov SAG je standardna specifikacija Babbitt na osnovi kositra (razred 2) — zagotavlja najboljšo kombinacijo trdnosti proti utrujenosti, odpornosti proti koroziji in vgradljivosti (zmožnost absorbiranja majhnih delcev onesnaževalcev, ne da bi zarezal tečaj gredi).

Ključne lastnosti Babbitta kot nosilnega materiala:

• Žrtvena obraba: Babbitt je mehkejši od ležaja gredi (običajno 20–30 HB v primerjavi z 200–300 HB za utrjeni ležaj). Pri stiku med kovino in kovino se Babbitt prednostno obrabi in ščiti veliko dražji ležaj gredi pred poškodbami.

• Možnost vgradnje: Mehka Babbittova matrika lahko vgradi majhne trde delce (mlinski kamen, prah, ostanki obrabe), ki vstopijo v ležaj, in prepreči, da bi zarezali na površino ležaja.

• Prilagodljivost: Babbitt se lahko pod obremenitvijo nekoliko deformira, da se prilagodi manjšim neusklajenostim med izvrtino ležaja in ležajem, pri čemer se obremenitev porazdeli bolj enakomerno kot togi ležajni material.

• Meja utrujenosti: Glavna omejitev Babbitta je njegova trdnost na utrujenost - pod ciklično obremenitvijo lahko Babbitt sloj poči in se odloji od podlage. Dovoljeni nosilni tlak za Babbitt na osnovi kositra je običajno 3,5–7,0 MPa za neprekinjeno delovanje.

1.3 Kotalni ležaji za rezalne roglje

Pri manjših mlinih so sferični valjčni ležaji standardni ležaji kotalnih elementov za oporo osi. Sferični valjčni ležaji so izbrani zaradi:

• Njihova zmožnost samoporavnave (do ±2,5° neporavnanosti) se prilagodi upogibu gredi in posedanju temeljev, ki se pojavi pri napravah mlinčkov

• Njihova visoka radialna nosilnost glede na premer izvrtine

• Njihova sposobnost prenašanja kombiniranih radialnih in aksialnih obremenitev

Omejitev kotalnih ležajev za velike mlinske nastavke je razpoložljiva velikost izvrtine – standardni sferični valjčni ležaji so na voljo do premera izvrtine približno 1.250 mm, kar omejuje njihovo uporabo pri mlinih s premeri nasadnih rogljev pod približno 1.100 mm. Za večje mline so hidrodinamični ležaji iz bele kovine edina praktična možnost.

1.4 Izbirna merila: bela kovina proti kotalnemu elementu

2. del: Teorija hidrodinamičnega mazanja — Osnova zasnove ležaja z nastavkom

2.1 Reynoldsova enačba in nastanek oljnega filma

Hidrodinamični oljni film v ležaju na palico nastane zaradi zagozdenega delovanja vrtljivega ležaja. Ko se ležaj vrti, vleče olje v konvergenčno režo med površino ležaja in ležajno izvrtino. Tlak, ki nastane v tem konvergenčnem oljnem klinu, podpira obremenitev ležaja – to je hidrodinamično mazanje.

Glavna enačba za porazdelitev tlaka v oljnem filmu je Reynoldsova enačba:

kje:

• P = tlak oljnega filma (Pa)

• h = lokalna debelina oljnega filma (m)

• μ = dinamična viskoznost olja (Pa·s)

• u = površinska hitrost naboja (m/s)

• x = obodna koordinata

• z = osna koordinata

Ključni vpogled v Reynoldsovo enačbo je, da je tlak oljnega filma – in s tem nosilnost – sorazmeren z:

• Viskoznost olja  μ (višja viskoznost → višji tlak filma → večja nosilnost)

• Površinska hitrost valjka u (višja hitrost → več olja, povlečenega v zagozdo → višji tlak filma)

• Obratna debelina filma h⊃3; (tanjša folija → višji gradient tlaka → večja nosilnost, a tudi večja nevarnost zloma folije)

2.2 Sommerfeldovo število — ključni parameter zasnove

Sommerfeldovo število (S) je brezdimenzijski parameter, ki označuje delovno stanje hidrodinamičnega ležaja. Združuje geometrijo ležaja, obremenitev, hitrost in viskoznost olja v eno samo številko, ki napove režim mazanja ležaja:

kje:

• μ = dinamična viskoznost mazalnega olja pri delovni temperaturi (Pa·s)

• N = vrtilna hitrost ležaja (vrt/s)

• P = obremenitev ležajne enote =

(Pa), kjer je W obremenitev ležaja (N), L dolžina ležaja (m) in D premer ležaja (m)

• R = polmer letve (m) = D/2

• C = radialna zračnost med ležajem in izvrtino ležaja (m)

Razlaga Sommerfeldove številke:

Za kroglične ležaje mlinov in SAG mlinov je projektni cilj S ≥ 0,30 v vseh normalnih delovnih pogojih. Sommerfeldovo število je najbolj kritično ob zagonu (nizek N) in v pogojih največje obremenitve.

2.3 Izračun najmanjše debeline filma

Najmanjša debelina oljnega filma v hidrodinamičnem ležaju je:

Kjer je ε razmerje ekscentričnosti (razmerje med odmikom središča ležaja in radialno zračnostjo). Za dobro zasnovan mlinski ležaj, ki deluje v polnem hidrodinamičnem režimu:

Za ležaj z radialno zračnostjo C = 0,5 mm:

Najmanjša debelina filma mora presegati skupno hrapavost površine ležaja in ležajne izvrtine za varnostni faktor najmanj 3–5:

Kjer je  Λ razmerje debeline filma (cilj  Λ ≥3 ) in Ra je površinska hrapavost (običajno 

= 0,4–0,8 μm,

= 0,8–1,6 μm za Babbitt).

Za

= 0,4 μm in

= 1,0 μm:

Ta minimum je zlahka dosežen z zgoraj izračunano debelino filma 150 μm – kar potrjuje, da ležaj varno deluje v polnem hidrodinamičnem režimu.

2.4 Specifikacija zračnosti ležajev

Radialna zračnost

C med ležajnim ležajem in izvrtino ležaja je eden najbolj kritičnih dimenzijskih parametrov pri zasnovi ležaja z nastavkom:

• Premajhna: nezadostna zračnost omejuje pretok olja skozi ležaj, zmanjša hlajenje in poveča tveganje za zasuk pod obremenitvijo

• Prevelik: Prevelika zračnost zmanjša pritisk oljnega filma (zagozditev je manj učinkovita v široki reži), poveča ekscentričnost ležaja in povzroči vibracije

Priporočena radialna zračnost za rezalne ležaje:

Za premer letev 1200 mm:

Zračnost je treba izmeriti pri delovni temperaturi — toplotna razteznost ležaja (jeklo, koeficient ≈ 12 × 10⁻⁶/°C) zmanjša efektivno zračnost, ko se mlin segreje. Za 1200 mm nastavek, ki teče pri 60 °C nad sobno:

To toplotno raztezanje porabi znaten del hladne zračnosti — hladna zračnost mora biti nastavljena dovolj veliko, da zagotovi, da vroča zračnost ostane znotraj priporočenega območja.

3. del: Oblikovanje sistema prisilnega mazanja

3.1 Zakaj je prisilno mazanje bistveno

Ležaji iz bele kovine zahtevajo sistem mazanja s prisilnim kroženjem olja - ne preprosto oljno kopel ali mazanje z mastjo. Razlogi so temeljni:

1. Odvajanje toplote: viskozni strig oljnega filma ustvarja toploto. Pri velikem ležaju za oprijem mlina SAG je lahko stopnja proizvodnje toplote 20–80 kW na ležaj. To toploto mora odstraniti krožeče olje – olje deluje kot mazivo in hladilno sredstvo.

2. Neprekinjena oskrba z oljem: Hidrodinamični film je treba stalno vzdrževati. Vsaka prekinitev dovoda olja - tudi za nekaj sekund pod obremenitvijo - povzroči, da se film sesede in začne se stik kovine s kovino.

3. Filtracija olja: Onesnaževalce v olju (delce obrabe, mlinarski prah, vodo) je treba nenehno odstranjevati, da se prepreči abrazivna poškodba površine in ležaja Babbitt.

3.2 Komponente sistema prisilnega mazanja

Celoten sistem za mazanje ležajev z oprijemom je sestavljen iz:

Rezervoar za olje (karter):

• Zmogljivost: običajno 500–3000 litrov za velike sisteme mlinov

• Material: Varjeno jeklo z notranjim premazom ali oblogo iz nerjavečega jekla

• Značilnosti: kontrolno steklo za nivo olja, temperaturni senzor, alarm nizkega nivoja, odtočni ventil, dostopni jašek za čiščenje

Glavna oljna črpalka:

• Tip: zobniška črpalka (prostorninska) — zagotavlja stalen pretok ne glede na sistemski tlak

• Dolžnost: Neprekinjeno delovanje, ko mlin deluje

• Pripravljenost: 100-odstotna rezervna črpalka s samodejnim preklopom ob okvari glavne črpalke — obvezno za velike tovarne

Visokotlačna črpalka:

• Tip: Batna črpalka — zagotavlja zelo visok tlak (10–25 MPa) pri nizkem pretoku

• Funkcija: dvigne ležaj s površine Babbitt med zagonom z vbrizgavanjem visokotlačnega olja neposredno pod ležaj skozi žep v izvrtini ležaja. To preprečuje stik kovine s kovino v kritičnem obdobju zagona, preden se vzpostavi hidrodinamični film.

• Delovanje: samodejno se aktivira 2–5 minut pred zagonom mlina; deaktiviran, ko mlin doseže delovno hitrost in je hidrodinamični film potrjen s stabilizacijo temperature ležaja

Hladilnik olja:

• Tip: cevni ali ploščni toplotni izmenjevalnik, vodno hlajen

• Dolžnost: vzdržujte temperaturo dovoda olja pri 40–50 °C (vhod v ležaj)

• Nadzor: Termostatsko krmiljen obvodni ventil vzdržuje konstantno temperaturo dovoda olja ne glede na temperaturo okolja ali obremenitev mlina

Filtracija olja:

• Primarni filter: absolutna filtracija 25–50 mikronov — odstrani delce, ki bi lahko zarezali površino Babbitt

• Sekundarni (fini) filter: 10 mikronov absolutno — za visoko natančne ležaje

• Magnetni separator: Odstrani obrabne delce železa iz olja

• Ciljna čistost: ISO 4406 razred 16/14/11 ali boljši za ležaje rezilnih ročic mlina

Instrumenti in zapore:

Kritična blokada: Če tlak dovoda olja pade pod nastavljeno vrednost izklopa, je treba mlin takoj ustaviti — ležaj ne more preživeti več kot 10–30 sekund delovanja brez dovoda olja pri polni obremenitvi.

3.3 Izbira olja za ležaje na ročici

Pomembna opomba: NE uporabljajte olj, ki vsebujejo aditive za ekstremne tlake (EP) ali dodatke proti obrabi (AW) v belih kovinskih ležajih za palico. Žveplove in fosforjeve spojine v dodatkih EP/AW kemično reagirajo s kositrom in svincem v kovini Babbitt, kar povzroči korozivni napad na površino ležaja – način okvare, ki se pogosto napačno diagnosticira kot mehanska obraba.

3.4 Dvižni (visokotlačni) oljni sistem

Oljni sistem dvigalke je najbolj kritična zaščita za ležaje rogljev med zagonom. Med zagonom iz mirovanja:

• Opornik leži na površini Babbitt (mejno mazanje — stik kovine s kovino)

• Mlin mora pospešiti od 0 do delovne hitrosti (običajno 0,2–0,5 vrt/min za velike mline SAG)

• Hidrodinamični film se ne more vzpostaviti, dokler valj ne doseže zadostne hitrosti

Brez olja za dvigovanje vključuje obdobje zagona med kovino na kovino med ležajem in Babbittom za 30–120 sekund — kar povzroči merljivo obrabo Babbitta pri vsakem zagonu. V stotinah zagonov se to kopiči do znatne izgube debeline Babbitta in morebitne okvare ležaja.

Oljni sistem za dviganje vbrizga olje pri 10–25 MPa neposredno pod ležaj skozi namenski žep v ležajni izvrtini. To hidravlično dvigne ležaj s površine Babbitt, preden se začne vrtenje, in ohranja poln oljni film skozi celotno zagonsko zaporedje.

Specifikacija oljnega sistema dvigala:

4. del: Razdalja med ležaji, poravnava in namestitev

4.1 Merjenje izvrtine ležaja in preverjanje zračnosti

Radialno zračnost med ležajem in ležajno izvrtino je treba izmeriti in preveriti pri vgradnji in pri vsakem ponovnem metalu:

Merilna metoda – tehnika svinčene žice:

1. Žice z mehkim svincem (premer nekoliko večji od pričakovane zračnosti) položite na vrh in dno izvrtine ležaja, vzporedno z osjo gredi

2. Sestavite ohišje ležaja in ga privijte na predpisani navor

3. Razstavite in z mikrometrom izmerite debelino stisnjene svinčene žice

4. Odmik na vrhu = debelina svinčene žice na vrhu; odmik na dnu = debelina svinčene žice na dnu

5. Diametralna zračnost = zgornja zračnost + spodnja zračnost

Metoda merjenja – merilna številčnica:

Pri nameščenih ležajih se dvig ležaja (razdalja, na kateri je ležaj lahko dvignjen navpično, preden se dotakne vrha ležajne izvrtine) meri z merilno številčnico. To je enako zgornji zračnosti, ki je približno polovica skupne diametralne zračnosti.

4.2 Zahteve glede površine ležaja gredi

Kakovost površine ležaja gredi je kritična za hidrodinamično delovanje ležaja:

Pregroba površina ležaja (Ra > 0,8 μm) bo poškodovala površino Babbitta tudi pod popolnim hidrodinamičnim mazanjem – neravnine na površini ležaja občasno predrejo oljni film in pridejo v stik z Babbittom.

4.3 Poravnava ležajev

Neusklajenost med obema ležajema na ročici mlina je eden glavnih vzrokov za prezgodnjo odpoved ležaja. Središčni črti ležaja morata biti soosni znotraj:

Za 1.200 mm nastavek v 1.500 mm dolgem ležaju:

Neusklajenost povzroči, da ležaj teče pod kotom znotraj izvrtine ležaja, s čimer se obremenitev koncentrira na enem koncu ležaja in ustvari neenakomerna porazdelitev tlaka po površini Babbitt. Rezultat je pospešena obraba na obremenjenem koncu in morebitno razpokanje zaradi utrujenosti Babbitta.

5. del: Analiza načina okvare ležaja trna

5.1 Babbitt utrujenost (razpoke in razslojevanje)

Videz: razpoke v plasti Babbitt, ki običajno potekajo vzporedno z osjo ležaja ali v mrežastem vzorcu. V naprednejših primerih se deli Babbitta odlojijo od oporne lupine in krožijo v oljnem sistemu (ki ga zazna analiza olja ali pregled filtra).

Glavni vzroki:

• Tlak v ležajni enoti presega dovoljeno mejo (> 7 MPa): Preobremenitev ležaja nad Babbittovo mejo utrujenosti povzroči ciklično napetost v Babbittovi plasti, ki sproži razpoke. Najpogosteje nastane zaradi preobremenitve mlina (prekomerni naboj brusnega medija) ali prerazporeditve obremenitve zaradi posedanja temeljev.

• Napake vezave Babbitt: Slaba povezava med plastjo Babbitt in podložno lupino ustvarja koncentracije napetosti na vmesniku, ki sproži razslojevanje pri ciklični obremenitvi. Vzrok za to je neustrezna priprava površine podložne lupine pred ponovno kovino.

• Toplotna utrujenost: Ponavljajoči se cikli zagona in zaustavitve ustvarjajo toplotno obremenitev v Babbitt plasti (Babitt se širi in krči bolj kot jeklena podlaga zaradi višjega koeficienta toplotne razteznosti).

Korektivni ukrep:

• Prepričajte se, da teža polnjenja mlina ne presega načrta — preverite nivo mletja in gostoto rude

• Izvedite analizo olja in pregled filtra, da odkrijete Babbittove delce pred katastrofalno okvaro

• Ob naslednji zaustavitvi preglejte površino Babbitt z vizualnim pregledom in preizkusom penetracije barvila (PT).

• Če razpoke pokrivajo > 10 % površine ležaja, razporedite ponovno kovinanje ob naslednjem načrtovanem vzdrževalnem oknu

5.2 Dnevnik točkovanja (brisanje)

Videz: Vzdolžne praske ali madeži na površini ležaja in ustrezna poškodba površine Babbitt. V hudih primerih se Babbitt razmaže in prerazporedi vzdolž dnevnika.

Glavni vzroki:

• Zrušitev oljnega filma med delovanjem: Vzrok je okvara oskrbe z oljem (odpoved črpalke, zamašitev cevi, obvod filtra), prenizka viskoznost olja (pregrevanje olja ali nepravilna kakovost) ali nosilna obremenitev, ki presega zmogljivost hidrodinamičnega filma.

• Zagon brez olja za dviganje: Stik kovine s kovino med zagonom brez aktiviranega sistema za olje za dviganje povzroči brisanje površine Babbitt. Vsak nezaščiten začetek odstrani merljivo debelino Babbitta.

• Vdor onesnaževal: Trdi delci (mlinski kamen, silicijev dioksid) v olju, ki so večji od debeline oljnega filma, prodrejo vanj in zarežejo na valjčni in Babbitt površini.

Korektivni ukrep:

• Pred vsakim zagonom mlina preverite, ali sistem za dviganje olja deluje in je aktiviran – o tem se ni mogoče pogajati

• Preverite temperaturo, tlak in pretok dovoda olja glede na konstrukcijske specifikacije

• Nadgradite filtracijo olja na 10 mikronov absolutno, če sumite na kontaminacijo

• Ob naslednjem izklopu preglejte površino nalepke — manjše zareze (Ra < 1,6 μm) je mogoče polirati na kraju samem; hudo zarezovanje zahteva odstranitev vodila in ponovno brušenje

5.3 Korozivni napad na Babbitt

Videz: luknjasta in jedkana površina Babbitt, pogosto temnega ali razbarvanega videza. Jamičasta tvorba je porazdeljena po naležni površini, namesto da bi bila koncentrirana na določeni lokaciji (po čemer se razlikuje od lomljenja zaradi utrujenosti, ki je lokalizirano).

Glavni vzroki:

• Dodatki EP/AW v olju: žveplove in fosforjeve spojine pri ekstremnem tlaku ali dodatki proti obrabi reagirajo s kositrom in svincem v Babbittu, kar povzroči kemično korozijo površine ležaja. To je najpogostejši vzrok korozivnega napada v ležajih valja – pojavi se, ko se specifikacija olja spremeni brez preverjanja združljivosti z Babbittom.

• Onesnaženje z vodo: Voda v olju (zaradi puščanja hladilne vode ali kondenzacije) povzroči oksidacijo svinčeve komponente v Babbittu, pri čemer nastane svinčev oksid, ki je trši od Babbittove matrice in povzroča abrazivno obrabo.

• Kisla razgradnja olja: Močno razgrajeno olje (visoko kislinsko število) kemično napade površino Babbitt.

Korektivni ukrep:

• Takoj zamenjajte s čistim mineralnim oljem R&O (z zaviranjem rje in oksidacije) brez dodatkov EP ali AW

• Pred ponovnim polnjenjem sperite celoten mazalni sistem s čistim oljem

• Preverite puščanje hladilne vode v hladilniku olja — izvedite tlačni preizkus na hladilniku

• Izvedite redno analizo olja (najmanj vsako četrtletje), vključno s kislinskim številom, vsebnostjo vode in spektrometrično analizo kovin

5.4 Pregrevanje ležaja

Videz: Temperatura kovine ležaja presega 80 °C (nastavljena točka izklopa). Temperatura dovoda olja se dvigne. V hujših primerih se Babbitt lokalno tali (tališče Babbitt: na osnovi kositra ≈ 240 °C; na osnovi svinca ≈ 180 °C) in staljena kovina se izloči iz ležaja.

Glavni vzroki:

• Nezadostna stopnja pretoka olja: Pretok olja pod projektirano stopnjo zmanjša tako mazanje kot hlajenje. Vzrok je obraba črpalke, zamašeni filtri ali delno zaprti izolacijski ventili.

• Umazanija v hladilniku olja: Nabiranje vodnega kamna na strani hladilne vode hladilnika olja zmanjša prenos toplote, kar povzroči dvig temperature dovoda olja.

• Prevelika zračnost ležaja: obrabljen ležaj s preveliko zračnostjo omogoča, da ležaj teče z visoko ekscentričnostjo, kar zmanjša debelino oljnega filma in poveča viskozno nastajanje toplote.

• Preobremenitev mlina: Prekomerni mletji ali polnjenje rude povečajo nosilno obremenitev nad načrtovano, kar poveča nastajanje toplote v oljnem filmu.

Korektivni ukrep:

• Preverite pretok olja v skladu s konstrukcijsko specifikacijo — očistite ali zamenjajte filtre, preverite moč črpalke

• Očistite hladilnik olja (vodna stran) – po potrebi odstranite vodni kamen

• Izmerite zračnost ležaja — če zračnost presega 1,5-kratno konstrukcijsko vrednost, načrtujte ponovno kovinanje

• Prepričajte se, da je teža polnjenja mlina znotraj projektnih meja

5.5 Vibracije in nestabilnost ležaja (vrtinčenje olja)

Videz: Podsinhrono tresenje pri približno 0,4–0,48× rotacijski frekvenci. Amplituda tresljajev narašča s hitrostjo in lahko pri višjih hitrostih postane samozadostna (oljni bič).

Glavni vzroki:

• Oljni vrtinec: hidrodinamična nestabilnost, ki se pojavi, ko središče ležaja kroži okoli središča ležaja s približno polovično hitrostjo vrtenja. Vzrok za to je nezadostna obremenitev ležaja glede na nosilnost ležaja — čep 'lebdi' na sredini ležaja, namesto da bi ga obremenitev potisnila na eno stran.

• Prevelika zračnost ležajev: obrabljeni ležaji s preveliko zračnostjo so bolj dovzetni za nestabilnost oljnega vrtinčenja.

• Nizek tlak v ležajni enoti: Rahlo obremenjeni ležaji (tlak v enoti < 0,5 MPa) so nagnjeni k vrtinčenju olja.

Korektivni ukrep:

• Pri ležajih z nastavki mlina je vrtinčenje olja neobičajno zaradi zelo velikih obremenitev ležaja - če se pojavi, preverite, ali je ležaj dejansko obremenjen (preverite posedanje temeljev, ki je morda zmanjšalo obremenitev enega ležaja)

• Razmislite o prednapetem ležaju ali ležaju z nekrožnim profilom izvrtine (limonasta izvrtina, triložna izvrtina), ki zagotavlja inherentno stabilnost

• Izmerite in popravite zračnost ležaja, če je prevelika

Pogosto zastavljena vprašanja

V1: Kakšna je razlika med belo kovino (Babbitt) in kotalnimi ležaji za nastavke krogličnih mlinov?

Hidrodinamični ležaji iz bele kovine (Babbitt) delujejo na oljnem filmu pod pritiskom, ki popolnoma ločuje ležaj od površine ležaja - pri popolnem hidrodinamičnem mazanju ni nobenega stika kovine s kovino in praktično ni obrabe. So standard za velike mline (> 3,0 m premera), ker lahko sprejmejo zelo velike premere valjev (do 2.000 mm +) brez praktične omejitve velikosti. Kotalni ležaji (sferični valjčni ležaji) uporabljajo kotalni kontakt in so preprostejši za vzdrževanje, vendar so omejeni na približno 1100 mm premera izvrtine in imajo nižjo toleranco udarne obremenitve. Za velike SAG in kroglične mline v rudarstvu in cementu so hidrodinamični ležaji iz bele kovine edina praktična izbira.

V2: Za kakšno Sommerfeldovo številko naj bo oblikovan ležaj za oprijem?

Projektni cilj za neprekinjeno delovanje je S ≥ 0,30 — to zagotavlja popolno hidrodinamično mazanje brez stika kovine s kovino. Pri S < 0,05 se oljni film poruši in začne se mejno mazanje (kovinski stik) — to je nevarno in se med normalnim delovanjem ne sme zgoditi. Sommerfeldovo število je najbolj kritično pri zagonu (nizka hitrost N) in pri največji obremenitvi. Sistem olja za dviganje je posebej zasnovan za zaščito ležaja med zagonom, ko je Sommerfeldovo število pod hidrodinamičnim pragom.

V3: Zakaj se je treba izogibati dodatkom EP (ekstremni tlak) v olju za ležaje mlinov?

Aditivi EP in AW (proti obrabi) vsebujejo žveplove in fosforjeve spojine, ki kemično reagirajo s kositrom in svincem v kovini Babbitt, kar povzroča korozivne luknjičaste površine ležajne površine. Ta korozivni napad se pogosto napačno diagnosticira kot mehanska obraba. Pravilna specifikacija olja za bele kovinske ležaje z oprijemom je čisto mineralno olje R&O (z zaviranjem rje in oksidacije), ISO VG 100–220, odvisno od izračuna Sommerfeldove številke, brez dodatkov EP ali AW. Vedno preverite združljivost olja z Babbittom, preden zamenjate znamko ali kakovost olja. 

V4: Kako pogosto je treba aktivirati sistem za dviganje olja?

Oljni sistem za dviganje je treba aktivirati pred vsakim zagonom mlina – brez izjeme. Vsak nezaščiten zagon (brez olja za dviganje) povzroči merljivo obrabo Babbitta zaradi stika kovine s kovino med obdobjem zagona. V stotinah zagonov se to kopiči do znatne izgube debeline Babbitt. Oljni sistem za dviganje je treba aktivirati 2–5 minut pred ukazom za zagon mlina in se samodejno deaktivirati, ko mlin doseže 50–70 % delovne hitrosti. Pred vsakim zagonom preverite, ali je tlak olja za dvigalko znotraj specifikacij (10–25 MPa).

V5: Kakšna je pravilna radialna zračnost za ležaje z oprijemom krogličnega mlina?

Priporočena radialna zračnost je 0,001 do 0,0015 × premer ležaja. Za 1200 mm nastavek daje to 1,2–1,8 mm radialne zračnosti. Hladna razdalja mora biti nastavljena na večjo vrednost kot ciljna razdalja pri vročem, da se upošteva toplotna razteznost ležaja – za 1200 mm jekleni ležaj, ki teče pri 60 °C nad temperaturo okolice, toplotna razteznost zmanjša razdaljo za približno 0,86 mm. Izmerite razdaljo s tehniko svinčene žice pri namestitvi in ​​po vsakem ponovnem metalu. Če izmerjena zračnost presega 1,5-kratno projektno vrednost, načrtujte ponovno kovinanje.

V6: Kako zaznam utrujenost Babbitta pred katastrofalno okvaro?

Najučinkovitejše metode zgodnjega opozarjanja so: (1) Analiza olja — spektrometrična analiza zazna delce kositra in svinca v olju zaradi Babbittove obrabe, preden pride do vidnih poškodb; minimalni razpored četrtletne analize olja; (2) Pregled filtra — preglejte element oljnega filtra ob vsaki menjavi filtra glede kovinskih delcev; Babbitt delci so mehki in srebrni; (3) Nadzor vibracij — merilniki pospeška na ohišju ležaja zaznajo spremembe v vibracijskem podpisu, ko se stanje Babbittove površine poslabša; (4) Trend temperature ležaja — postopno zvišanje temperature kovine ležaja v tednih kaže na naraščajoče trenje zaradi degradacije površine Babbitt.

Stroji Yile: ležaji za roglje po meri in komponente mlina

Yile Machinery dobavlja komponente ležajnih nastavkov po meri, ležajne lupine in pripadajočo strojno opremo za kroglične mline, mline SAG, palične mline in rotacijske peči v cementu, rudarstvu in predelavi mineralov.

Naše zmožnosti dobave ležajev z nastavki:

• Z babbitom obložene ležajne lupine: babbitt na osnovi kositra (razred 1 in 2) in babbitt na osnovi svinca; premer lupine od 400 mm do 2000 mm; natančno izvrtano na ±0,01 mm po prenovitvi

• Nosilne lupine: Litoželezo ali izdelano jeklo; natančno obdelana izvrtina in OD; oljni žep za dviganje, obdelan po specifikaciji

• Drsni ležaji (konci gredi): kovano legirano jeklo 42CrMo4; zmlet na Ra ≤ 0,4 μm; kaljeno na 200–300 HB

• Ohišja ležajev: lito ali izdelano jeklo; natančno vrtanje; priključki za dovod/izstop olja; vrata senzorja temperature

• Storitev premetavanja: Popolna odstranitev Babbitta, priprava površine in ponovna obloga za obrabljene ali poškodovane ležajne lupine

• Inženirska dokumentacija: Izračun Sommerfeldove številke; preverjanje najmanjše debeline filma; specifikacija zračnosti ležajev; pregled zasnove oljnega sistema

Sorodni izdelki in tehnični viri:

• Rešitve za rudarstvo in cementno industrijo — popolna dobava sestavnih delov za kroglične mline, mline SAG in rotacijske peči

• Vodnik za pnevmatike in podporne valje rotacijske peči – Hertzova kontaktna napetost in metodologija poravnave za podporne sisteme peči

• Rolling Mill Rolls: Work Roll & Backup Roll Guide — izbira ležaja na vratu valja in kontaktna napetost za aplikacije v valjarni

• Priročnik za izbiro industrijskega vijačnega in poševno vijačnega menjalnika — izbira gonila za mlin in metodologija servisnega faktorja

• Vodnik za izbiro transportnih jermenic – konstrukcija gredi in specifikacija ležajev za transportne jermenice

• Odkovki po meri - gredi, surovci zobnikov in odkovki obročev - kovani nastavki in komponente ležajev

• Kovane in lite jeklene gredi za drobilnike — referenca postopka kovanja in izbire materiala

• Rešitve za obdelavo jekla in kovin — mlinski deli za opremo za mletje jeklarne

Če želite prejeti ponudbo, navedite:

• ✅ Tip mlina (kroglični mlin / mlin SAG / mlin za palice) in premer mlina × dolžina

• ✅ Premer in dolžina vodila (mm)

• ✅ Nosilna obremenitev na nastavek (kN) ali skupna teža rezkarja

• ✅ Delovna hitrost mlina (rpm)

• ✅ Obstoječe dimenzije ohišja ležaja (OD, ID, dolžina) ali risba

• ✅ Potreben je razred Babbitt (razred 1 na osnovi kositra / razred 2 / na svinčeni osnovi)

• ✅ Zahtevana zračnost ležaja (ali specifikacija OEM)

• ✅ Količina in zahtevani rok dobave

• ✅ Obrabljena ali poškodovana ležajna lupina je na voljo za obratni inženiring

E-pošta: jasmine@yileindustry.com

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

Izračun Sommerfeldove številke in pregled zasnove oljnega sistema sta priložena vsakemu naročilu ležaja. Premetavanje: 2–4 tedne za standardne velikosti.

Sorodni tehnični viri

• Pnevmatika rotacijske peči in podporni valj: kontaktna obremenitev, migracija pnevmatike in vodnik za poravnavo

• Izbira prosojnega valja tekočega traku: Serija CEMA, Vodnik po nazivni obremenitvi in ​​življenjski dobi ležaja

• Izbira jermenice transportnega traku: zasnova gredi, vodilo za napetost in zaostajanje jermena

• Rolling Mill Rolls: vodnik za izbiro materiala delovnega in rezervnega valja

• Priročnik za izbiro industrijskih vijačnih in poševno vijačnih menjalnikov

• Odkovki po meri – surovci zobnikov, odkovki obročev in gredi

• Rešitve za rudarstvo in cementno industrijo