Цапфовий підшипник кульового млина: білий метал (бабіт) проти елемента кочення, гідродинамічне змащування та посібник із режиму відмови

Кульовий млин або млин SAG на цементному або мінерально-збагачувальному заводі може важити 1000–5000 тонн, коли він повністю заповнений мелючим середовищем і рудою. Вся ця маса, що обертається, підтримується у двох точках — цапфових підшипниках на кінці подачі та на кінці млина. У великому стані SAG кожен цапфовий підшипник може нести статичне радіальне навантаження 3000–8000 кН на цапфу вала діаметром 800–1800 мм. Підшипник, який витримує це навантаження, не є стандартним підшипником кочення з каталогу — це точно сконструйований гідродинамічний підшипник з білого металу (Бабіт), який працює на тонкій плівці оливи під тиском, яка зазвичай має товщину лише 50–150 мікрон. Коли ця масляна плівка не пошкоджена, підшипник працює необмежений час із практично нульовим зносом. Коли плівка руйнується — під час запуску, під час збою подачі масла або під час перевантаження — контакт металу з металом відбувається протягом мілісекунд, і м’яка підкладка з бабіту жертвує собою, щоб захистити шийку вала. Одна несправність підшипника цапфи на великому стані SAG може коштувати 2–5 мільйонів доларів у вигляді втрати виробництва, ремонту валу та повторного металу підшипника.

Цей посібник містить повну інженерну основу для вибору, специфікації та обслуговування цапфових підшипників кульових і млинових млинів — охоплює фундаментальний вибір між підшипниками з білого металу (Бабіт) і підшипниками кочення, теорію гідродинамічного змащування та число Зоммерфельда, конструкцію системи примусового змащування, специфікацію зазору підшипника та види поломок, які є результатом неправильних специфікацій або недоліків системи змащування.

Частина 1: Типи цапфових підшипників — білий метал проти елемента кочення

1.1 Фундаментальний вибір

Для опори цапф млина використовуються дві технології підшипників:

Гідродинамічні підшипники з білого металу (Бабіт) — домінуюча технологія для великих млинів (діаметр корпусу > 3,0 м). Цапфа обертається всередині корпусу підшипника з прецизійним розточенням, облицьованого металом Бабіт. Масляна плівка під тиском відокремлює цапфу від поверхні Бабіта за нормальних робочих умов.

Підшипники кочення (сферичні роликопідшипники) — використовуються для невеликих млинів (діаметр корпусу < 3,0 м) і для млинів, де простота обслуговування підшипників кочення є пріоритетною над максимальною навантажувальною здатністю гідродинамічних підшипників.

1.2 Технологія підшипників з білого металу (бабіт).

Підшипники з білого металу використовують шар сплаву Бабіт, з’єднаний зі сталевою або чавунною підкладкою. Бабітовий шар — зазвичай товщиною 3–12 мм — утворює фактичну опорну поверхню, яка контактує з масляною плівкою.

Склад бабітового сплаву:

Для цапфових підшипників кульових млинів і млинів SAG стандартною специфікацією є Бабіт на основі олова (клас 2) — він забезпечує найкраще поєднання втомної міцності, стійкості до корозії та здатності до вбудовування (здатність поглинати дрібні частинки забруднювачів без задирів на шийці вала).

Основні властивості бабіту як підшипникового матеріалу:

• Жертовний знос: Бабіт м’якший, ніж шийка вала (зазвичай 20–30 HB проти 200–300 HB для загартованої шийки). Під час контакту метал-метал Бабіт зношується переважно, захищаючи набагато дорожчу шийку вала від пошкодження.

• Можливість вбудовування: м’яка матриця Бабіта може вбудовувати дрібні тверді частинки (окалина, пил, залишки зносу), які потрапляють у підшипник, запобігаючи їх пошкодженню поверхні цапфи.

• Придатність: Бабіт може трохи деформуватися під навантаженням, щоб відповідати незначному зміщенню між отвором підшипника та цапфою, розподіляючи навантаження більш рівномірно, ніж жорсткий матеріал підшипника.

• Межа втоми: Основним обмеженням бабіту є його втомна міцність — під час циклічного навантаження шар бабіту може тріснути та відшаруватися від основи. Допустимий тиск підшипника для бабіту на основі олова зазвичай становить 3,5–7,0 МПа для тривалої роботи.

1.3 Підшипники кочення для цапф станів

Для невеликих млинів сферичні роликові підшипники є стандартними підшипниками кочення для підтримки цапф. Сферичні роликові підшипники вибираються тому, що:

• Їхня здатність до самовирівнювання (зміщення до ±2,5°) компенсує прогин вала та осідання фундаменту, які виникають у установках для шліфування.

• Їхня висока радіальна навантажувальна здатність відносно діаметра отвору

• Їх здатність нести комбіновані радіальні та осьові навантаження

Обмеження підшипників кочення для великих цапф млинів полягає в доступному розмірі отвору — стандартні сферичні роликові підшипники доступні з діаметром отвору приблизно до 1250 мм, що обмежує їх застосування на станах з діаметром цапф цапф менше приблизно 1100 мм. Для великих млинів гідродинамічні підшипники з білого металу є єдиним практичним варіантом.

1.4 Критерії відбору: білий метал проти елемента кочення

Частина 2: Гідродинамічна теорія змащування — основа конструкції цапфових підшипників

2.1 Рівняння Рейнольдса та утворення нафтової плівки

Гідродинамічна масляна плівка в цапфовому підшипнику утворюється під дією клина обертової шийки. Обертаючись, цапфа втягує масло в зазор між поверхнею цапфи та отвором підшипника. Тиск, який створюється в цьому збіжному масляному клині, підтримує навантаження на цапфу — це гідродинамічне змащення.

Керівним рівнянням для розподілу тиску в масляній плівці є рівняння Рейнольдса:

Де:

• P = тиск масляної плівки (Па)

• h = місцева товщина масляної плівки (м)

• μ = динамічна в'язкість масла (Па·с)

• u = поверхнева швидкість журналу (м/с)

• x = окружна координата

• z = осьова координата

Ключове розуміння рівняння Рейнольдса полягає в тому, що тиск масляної плівки — і, отже, несуча здатність — пропорційні:

• В'язкість масла  μ (вища в'язкість → вищий тиск плівки → більша вантажопідйомність)

• Швидкість поверхні цапфи u (вища швидкість → більше масла втягується в клин → вищий тиск плівки)

• Обернена товщина плівки h⊃3; (тонша плівка → вищий градієнт тиску → вища навантажувальна здатність, але також вищий ризик руйнування плівки)

2.2 Число Зоммерфельда — ключовий параметр конструкції

Число Зоммерфельда (S) — безрозмірний параметр, який характеризує робочий стан гідродинамічного підшипника. Він об’єднує геометрію підшипника, навантаження, швидкість і в’язкість масла в одне число, яке передбачає режим змащування підшипника:

Де:

• μ = динамічна в'язкість мастила при робочій температурі (Па·с)

• N = швидкість обертання цапфи (об/с)

• P = навантаження на підшипниковий вузол =

(Па), де W — навантаження на підшипник (Н), L — довжина підшипника (м), D — діаметр цапфи (м)

• R = радіус цапфи (м) = D/2

• C = радіальний зазор між цапфою та отвором підшипника (м)

Інтерпретація числа Зоммерфельда:

Для цапфових підшипників кульових млинів і млинів SAG проектна мета становить S ≥ 0,30 за всіх нормальних умов експлуатації. Число Зоммерфельда є найбільш критичним при запуску (низький N) і в умовах пікового навантаження.

2.3 Розрахунок мінімальної товщини плівки

Мінімальна товщина масляної плівки в гідродинамічному підшипнику:

Де ε – коефіцієнт ексцентриситету (відношення зміщення центру цапфи до радіального зазору). Для добре сконструйованого цапфового підшипника млина, що працює в повному гідродинамічному режимі:

Для підшипника з радіальним зазором C = 0,5 мм:

Мінімальна товщина плівки повинна перевищувати сумарну шорсткість поверхні цапфи та отвору підшипника на коефіцієнт міцності щонайменше на 3–5:

Де  Λ — коефіцієнт товщини плівки (цільове значення  Λ ≥3 ), а Ra — шорсткість поверхні (зазвичай 

= 0,4–0,8 мкм,

= 0,8–1,6 мкм для Бабіта).

для

= 0,4 мкм і

= 1,0 мкм:

Цей мінімум легко задовольняється розрахованою вище товщиною плівки 150 мкм, що підтверджує безпечну роботу підшипника в повному гідродинамічному режимі.

2.4 Специфікація зазору підшипника

Радіальний зазор

C між цапфою та отвором підшипника є одним із найважливіших розмірних параметрів у конструкції цапфового підшипника:

• Занадто малий: недостатній зазор обмежує потік масла через підшипник, зменшує охолодження та збільшує ризик термічного заїдання під навантаженням

• Занадто великий: надмірний зазор зменшує тиск масляної плівки (клинова дія менш ефективна в широкому зазорі), збільшує ексцентриситет цапфи та викликає вібрацію

Рекомендований радіальний зазор для підшипників цапф станів:

Для діаметра цапфи 1200 мм:

Зазор необхідно вимірювати при робочій температурі — теплове розширення цапфи (сталь, коефіцієнт ≈ 12 × 10⁻⁶/°C) зменшує ефективний зазор, коли фреза нагрівається. Для цапфи діаметром 1200 мм, що працює при температурі 60°C вище температури навколишнього середовища:

Це теплове розширення споживає значну частину холодного зазору — холодний зазор має бути достатньо великим, щоб гарантувати, що гарячий зазор залишається в рекомендованому діапазоні.

Частина 3: Конструкція системи примусового змащування

3.1 Чому примусове змащування є важливим

Білі металеві цапфові підшипники вимагають системи змащування з примусовою циркуляцією масла, а не простої масляної ванни чи мастила. Причини фундаментальні:

1. Відведення тепла: в’язкий зсув масляної плівки генерує тепло. Для великого цапфового підшипника млина SAG потужність тепловиділення може становити 20–80 кВт на підшипник. Це тепло має відводитися циркулюючою оливою — олива діє як мастило та охолоджуюча рідина.

2. Постійна подача масла: гідродинамічна плівка повинна підтримуватися постійно. Будь-яке переривання подачі масла — навіть на кілька секунд під навантаженням — призводить до руйнування плівки та початку контакту метал-метал.

3. Фільтрація масла: забруднювачі в маслі (частинки зносу, млиновий пил, вода) необхідно постійно видаляти, щоб запобігти абразивному пошкодженню поверхні бабіту та цапфи.

3.2 Компоненти системи примусового змащування

Повна система змащення цапфових підшипників складається з:

Масляний резервуар (картер):

• Місткість: зазвичай 500–3000 літрів для великих систем цапф млинів

• Матеріал: зварна сталь з внутрішнім покриттям або футеровкою з нержавіючої сталі

• Характеристики: контрольне скло рівня масла, датчик температури, сигналізація низького рівня, зливний клапан, люк доступу для очищення

Головний масляний насос:

• Тип: Шестеренчастий насос (об'ємний) — забезпечує постійний потік незалежно від тиску в системі

• Обов'язок: безперервна робота під час роботи млина

• Резервний: резервний насос із 100% режимом роботи з автоматичним перемиканням у разі відмови головного насоса — обов’язковий для великих млинів

Насос високого тиску (домкратний):

• Тип: Поршневий насос — забезпечує дуже високий тиск (10–25 МПа) при низькій витраті

• Функція: піднімає цапфу над поверхнею Бабіта під час запуску шляхом впорскування масла під високим тиском безпосередньо під цапфу через кишеню в отворі підшипника. Це запобігає контакту метал-метал під час критичного періоду запуску до встановлення гідродинамічної плівки.

• Робота: активується автоматично за 2–5 хвилин до запуску млина; вимикається, коли млин досягає робочої швидкості, а гідродинамічна плівка підтверджується стабілізацією температури підшипника

Масляний радіатор:

• Тип: Кожухотрубний або пластинчастий теплообмінник з водяним охолодженням

• Обов’язок: підтримувати температуру подачі масла на рівні 40–50°C (на вході в підшипник)

• Контроль: перепускний клапан з термостатичним керуванням підтримує постійну температуру подачі масла незалежно від температури навколишнього середовища або навантаження на млин

Фільтрація масла:

• Первинний фільтр: абсолютна фільтрація 25–50 мікрон — видаляє частинки, які можуть порізати поверхню Бабіта

• Вторинний (тонкий) фільтр: 10 мікрон абсолютний — для високоточних підшипників

• Магнітний сепаратор: видаляє частинки зносу заліза з масла

• Цільова чистота: ISO 4406 клас 16/14/11 або краще для підшипників цапф млинів

Контрольно-вимірювальні прилади та блокування:

Критична блокування: якщо тиск подачі масла падає нижче заданого значення відключення, млин необхідно негайно зупинити — підшипник не може витримати більше 10–30 секунд роботи без подачі масла під повним навантаженням.

3.3 Вибір масла для цапфових підшипників

Важлива примітка: НЕ використовуйте масла, що містять протизадирні (EP) або протизносні (AW) присадки в цапфових підшипниках з білого металу. Сполуки сірки та фосфору в присадках EP/AW вступають у хімічну реакцію з оловом і свинцем у металі Бабіта, спричиняючи корозійне вплив на поверхню підшипника — тип відмови, який часто неправильно діагностують як механічний знос.

3.4 Масляна система підйому (високого тиску).

Мастильна система домкрата є найважливішим захистом цапфового підшипника під час запуску. Під час запуску з режиму спокою:

• Шийка спирається на поверхню Бебіта (граничне змащення — контакт метал-метал)

• Млин має прискоритися від 0 до робочої швидкості (зазвичай 0,2–0,5 об/хв для великих млинів SAG)

• Гідродинамічна плівка не може встановити себе, поки цапфа не досягне достатньої швидкості

Без підйомного масла період запуску передбачає контакт метал-метал між цапфою та бебітом протягом 30–120 секунд, спричиняючи вимірний знос бебіта під час кожного запуску. Протягом сотень запусків це накопичується до значної втрати товщини бабіту та остаточного виходу з ладу підшипника.

Масляна система домкрата впорскує масло під тиском 10–25 МПа безпосередньо під цапфу через спеціальну кишеню в отворі підшипника. Це гідравлічно піднімає цапфу з поверхні Бебіта перед початком обертання, зберігаючи повну масляну плівку протягом усієї послідовності запуску.

Специфікація масляної системи домкрата:

Частина 4: Зазор підшипника, центрування та встановлення

4.1 Вимірювання отвору підшипника та перевірка зазору

Радіальний зазор між цапфою та отвором підшипника необхідно вимірювати та перевіряти під час встановлення та кожного повторного металу:

Метод вимірювання — провідний метод:

1. Розташуйте дроти з м’якого виводу (діаметр трохи більший за очікуваний зазор) у верхній і нижній частині отвору підшипника, паралельно осі вала

2. Зберіть корпус підшипника та затягніть із зазначеним моментом

3. Розберіть і виміряйте мікрометром товщину стиснутого свинцевого дроту

4. Зазор у верхній частині = товщина свинцевого дроту у верхній частині; зазор внизу = товщина свинцевого дроту внизу

5. Діаметральний зазор = верхній зазор + нижній зазор

Метод вимірювання — стрілочний індикатор:

Для встановлених підшипників підйом цапфи (відстань, на яку цапфа може бути піднята вертикально до контакту з верхньою частиною отвору підшипника) вимірюється за допомогою циферблатного індикатора. Це дорівнює верхньому зазору, що становить приблизно половину загального діаметрального зазору.

4.2 Вимоги до поверхні цапфи валу

Якість поверхні шийки вала має вирішальне значення для гідродинамічних характеристик підшипника:

Занадто шорстка поверхня цапфи (Ra > 0,8 мкм) призведе до стирання поверхні бабіта навіть за повного гідродинамічного змащування — нерівності на поверхні цапфи періодично проникають у масляну плівку та контактують із бабітом.

4.3 Вирівнювання підшипників

Невідповідність між двома опорними підшипниками шліфувального млина є однією з основних причин передчасного виходу підшипника з ладу. Дві осьові лінії підшипників повинні бути співвісними в межах:

Для цапфи 1200 мм у підшипнику довжиною 1500 мм:

Зміщення призводить до того, що цапфа рухається під кутом у отворі підшипника, зосереджуючи навантаження на одному кінці підшипника та створюючи нерівномірний розподіл тиску по поверхні Бабіта. Результатом є прискорене зношування на навантаженому кінці та можливе розтріскування від втоми Бабіта.

Частина 5: Аналіз режиму відмови цапфового підшипника

5.1 Втома бабіту (розтріскування та розшарування)

Зовнішній вигляд: тріщини в бабітовому шарі, зазвичай проходять паралельно осі підшипника або у вигляді мережі. У запущених випадках частини Бабіта відшаровуються від опорної оболонки та циркулюють у масляній системі (виявляється аналізом мастила або перевіркою фільтра).

Основні причини:

• Тиск підшипникового вузла перевищує допустиму межу (> 7 МПа): перевантаження підшипника понад межу втоми Бабіта викликає циклічне напруження в шарі Бабіта, яке ініціює тріщини. Найчастіше це викликано перевантаженням млина (надмірний заряд мелючого середовища) або перерозподілом навантаження від осідання фундаменту.

• Дефекти бабітового з’єднання: погане з’єднання між бабітовим шаром і опорною оболонкою створює концентрацію напруги на межі розділу, яка ініціює відшарування під час циклічного навантаження. Викликано неадекватною підготовкою поверхні опорної оболонки перед повторним металообробкою.

• Термічна втома: повторювані цикли запуску-вимкнення створюють термічне напруження в шарі бабіту (бабіт розширюється та стискається більше, ніж сталева підкладка через його вищий коефіцієнт теплового розширення).

Коригувальні дії:

• Переконайтеся, що вага шихти млина не перевищує проектну — перевірте рівень помелу та щільність руди

• Виконайте аналіз масла та перевірку фільтра, щоб виявити частинки Бабіта до катастрофічної несправності

• Під час наступного вимкнення перевірте поверхню бабіту шляхом візуального огляду та випробування на проникнення барвника (PT)

• Якщо тріщини охоплюють > 10% площі поверхні підшипника, заплануйте відновлення металу під час наступного планового періоду технічного обслуговування

5.2 Оцінка журналу (витирання)

Зовнішній вигляд: поздовжні подряпини або плями на поверхні цапфи та відповідне пошкодження поверхні бабіта. У важких випадках бабіт змазують і перерозподіляють по шийці.

Основні причини:

• Згортання масляної плівки під час роботи: спричинене порушенням подачі мастила (відмова насоса, закупорка труби, байпас фільтра), надто низькою в’язкістю мастила (перегрів мастила або неправильний сорт) або навантаженням на підшипник, що перевищує здатність гідродинамічної плівки.

• Запуск без мастила для домкрата: контакт металу з металом під час запуску без активованої системи мастила для домкрата спричиняє стирання поверхні Бабіта. Кожен незахищений старт видаляє вимірну товщину Бабіта.

• Попадання забруднюючих речовин: тверді частинки (окалина, кремнезем) в маслі, розмір яких перевищує товщину масляної плівки, проникають у плівку та пошкоджують як поверхню цапфи, так і поверхню Бабіта.

Коригувальні дії:

• Перед кожним запуском млина переконайтеся, що масляна система домкрата працює та активована — це не підлягає обговоренню

• Перевірте температуру подачі масла, тиск і швидкість потоку на відповідність проектним специфікаціям

• Підвищте фільтрацію масла до 10 мікрон абсолютного, якщо є підозра на забруднення

• Огляньте поверхню журналу під час наступного вимкнення — незначні подряпини (Ra < 1,6 мкм) можна відполірувати на місці; сильний забивання вимагає видалення цапфи та повторного шліфування

5.3 Корозійна атака на бабіт

Зовнішній вигляд: витравлення та травлення поверхні бабіту, часто з темним або знебарвленим виглядом. Пітінг розподіляється по опорній поверхні, а не зосереджується в певному місці (що відрізняє його від втомного розколювання, яке є локальним).

Основні причини:

• Присадки EP/AW в маслі: сполуки сірки та фосфору під впливом екстремального тиску або протизносні присадки реагують з оловом і свинцем у бабіті, викликаючи хімічну корозію поверхні підшипника. Це найпоширеніша причина корозійного впливу на підшипники цапфи млина — це відбувається, коли специфікація масла змінюється без перевірки сумісності з Бабітом.

• Забруднення водою: вода в маслі (через витік охолоджуючої води або конденсацію) спричиняє окислення свинцевого компонента в бабіті, утворюючи оксид свинцю, який є твердішим за матрицю бабіту та спричиняє абразивне зношування.

• Кислотне розкладання масла: сильно розкладене масло (високе кислотне число) хімічно атакує поверхню Бабіта.

Коригувальні дії:

• Негайно замініть на чисте мінеральне масло R&O (захищене від іржі та окислення) без присадок EP або AW

• Промийте всю систему змащення чистою оливою перед заправкою

• Перевірте наявність витоків охолоджуючої води в масляному радіаторі — виконайте перевірку тиску на радіаторі

• Впроваджуйте регулярний аналіз нафти (мінімум щокварталу), включаючи кислотне число, вміст води та спектрометричний аналіз металів

5.4 Перегрів підшипника

Зовнішній вигляд: температура металу підшипника перевищує 80°C (задане значення відключення). Підвищується температура подачі масла. У важких випадках бабіт локально плавиться (температура плавлення бабіта: на основі олова ≈ 240°C; на основі свинцю ≈ 180°C), і розплавлений метал викидається з підшипника.

Основні причини:

• Недостатня швидкість потоку масла: витрата масла, нижча за проектну, знижує як змащення, так і охолодження. Викликано зносом насоса, забитими фільтрами або частково закритими запірними клапанами.

• Забруднення масляного радіатора: накопичення накипу на стороні охолоджуючої води масляного радіатора зменшує передачу тепла, спричиняючи підвищення температури подачі масла.

• Надмірний зазор підшипника: зношений підшипник із надмірним зазором дозволяє цапфі працювати з високим ексцентриситетом, зменшуючи товщину масляної плівки та збільшуючи виділення в’язкого тепла.

• Перевантаження млина: надмірна кількість мелющого середовища або завантаження руди збільшує навантаження на підшипник понад проект, збільшуючи виділення тепла в масляній плівці.

Коригувальні дії:

• Перевірте швидкість потоку масла відповідно до проектних характеристик — очистіть або замініть фільтри, перевірте продуктивність насоса

• Очистіть масляний радіатор (з боку води) — за потреби видаліть накип

• Виміряйте зазор підшипника — якщо зазор перевищує проектне значення в 1,5 раза, заплануйте повторний метал

• Переконайтеся, що вага заряду млина відповідає проектним обмеженням

5.5 Вібрація та нестабільність підшипника (масляний вир)

Зовнішній вигляд: субсинхронна вібрація приблизно 0,4–0,48 × частоти обертання. Амплітуда вібрації збільшується зі швидкістю і може стати самопідтримуваною (масляний бич) на вищих швидкостях.

Основні причини:

• Масляний вихор: гідродинамічна нестабільність, яка виникає, коли центр цапфи обертається навколо центру підшипника приблизно з половиною швидкості обертання. Викликано недостатнім навантаженням на підшипник відносно вантажопідйомності підшипника — цапфа «плаває» в центрі підшипника, а не штовхається вбік навантаженням.

• Надмірний зазор підшипника: зношені підшипники з надмірним зазором більш чутливі до нестабільності масляного завихрення.

• Низький тиск підшипникового вузла: Малонавантажені підшипники (тиск вузла < 0,5 МПа) схильні до завихрення масла.

Коригувальні дії:

• Для підшипників цапф млинів масляний вихор є рідкісним через дуже високі навантаження на підшипник — якщо це трапляється, переконайтеся, що підшипник дійсно навантажений (перевірте наявність осідання фундаменту, яке могло зменшити навантаження на один підшипник)

• Розглянемо конструкцію підшипника з попереднім натягом або підшипник із некруглим профілем отвору (лимонний отвір, трикутковий отвір), який забезпечує природну стабільність

• Виміряйте та виправте зазор підшипника, якщо він надмірний

Часті запитання

Q1: Яка різниця між білим металом (Бабіт) і підшипниками кочення для цапф кульових млинів?

Гідродинамічні підшипники з білого металу (Babbitt) працюють на масляній плівці під тиском, яка повністю відокремлює цапфу від поверхні підшипника — при повному гідродинамічному змащуванні контакт метал-метал відсутній і практично відсутній знос. Вони є стандартом для великих млинів (діаметром > 3,0 м), оскільки вони можуть використовувати цапфи дуже великого діаметру (до 2000 мм+) без практичного обмеження розміру. Підшипники кочення (сферичні роликопідшипники) використовують контакт кочення та прості в обслуговуванні, але обмежені діаметром отвору приблизно 1100 мм і мають нижчу толерантність до ударного навантаження. Для великих SAG і кульових млинів у гірничій і цементній промисловості гідродинамічні підшипники з білого металу є єдиним практичним вибором.

Q2: Для якого числа Зоммерфельда повинен бути розроблений цапфовий підшипник?

Проектна ціль для безперервної роботи становить S ≥ 0,30 — це забезпечує повне гідродинамічне змащування без контакту метал-метал. При S < 0,05 масляна плівка руйнується і починається граничне змащування (контакт металу) — це небезпечно і не повинно відбуватися під час нормальної роботи. Число Зоммерфельда є найбільш критичним під час запуску (низька швидкість N) і під час пікового навантаження. Масляна система домкрата спеціально розроблена для захисту підшипника під час запуску, коли число Зоммерфельда нижче гідродинамічного порогу.

Q3: Чому слід уникати присадок EP (екстремального тиску) в маслі для цапфових підшипників млинів?

Присадки EP і AW (протизносні) містять сполуки сірки та фосфору, які хімічно реагують з оловом і свинцем у металі Бабіту, викликаючи корозійну точкову точку на поверхні підшипника. Цю корозійну дію часто помилково діагностують як механічний знос. Правильна специфікація оливи для цапфових підшипників з білого металу – це чиста мінеральна олива R&O (захищена від іржі та окислення), ISO VG 100–220 залежно від розрахунку числа Зоммерфельда, без присадок EP або AW. Завжди перевіряйте сумісність оливи з Babbitt перед зміною марок або класів оливи. 

Q4: Як часто слід активувати масляну систему домкрата?

Перед кожним запуском млина необхідно активувати масляну систему домкрата — без винятку. Кожен незахищений запуск (без мастила для домкратів) спричиняє вимірний знос бабіта від контакту метал-метал протягом періоду запуску. За сотні запусків це накопичується до значної втрати товщини Бабіта. Систему підйому мастила слід активувати за 2–5 хвилин до команди запуску млина та автоматично вимикати, коли млин досягає 50–70% робочої швидкості. Перед кожним запуском переконайтеся, що тиск масла в домкраті відповідає специфікації (10–25 МПа).

Q5: Який правильний радіальний зазор для цапфового підшипника кульового млина?

Рекомендований радіальний зазор становить від 0,001 до 0,0015 × діаметр цапфи. Для цапфи 1200 мм це дає радіальний зазор 1,2–1,8 мм. Зазор у холодному стані має бути більшим, ніж цільовий зазор у гарячому стані, щоб врахувати теплове розширення цапфи — для сталевої цапфи 1200 мм, яка працює на 60°C вище температури навколишнього середовища, теплове розширення зменшує зазор приблизно на 0,86 мм. Вимірюйте зазор, використовуючи метод свинцевого дроту під час встановлення та після кожного повторного металу. Якщо виміряний зазор перевищує проектне значення в 1,5 раза, заплануйте повторний метал.

Q6: Як визначити втому Бебіта до катастрофічної відмови?

Найефективнішими методами раннього попередження є: (1) Аналіз масла — спектрометричний аналіз виявляє частки олова та свинцю в маслі в результаті зношування Бабіта до появи видимих ​​пошкоджень; графік щоквартального аналізу нафти мінімум; (2) Перевірка фільтра — перевіряйте елемент масляного фільтра при кожній заміні фільтра на наявність металевих частинок; Частинки бабіту м'які, сріблясті; (3) Моніторинг вібрації — акселерометри на корпусі підшипника виявляють зміни в сигнатурі вібрації, коли стан поверхні Бабіта погіршується; (4) Тенденції зміни температури підшипника — поступове підвищення температури металу підшипника протягом тижнів вказує на збільшення тертя через деградацію поверхні Бабіта.

Yile Machinery: спеціальні цапфові підшипники та компоненти млинів

Yile Machinery постачає нестандартні компоненти цапфових підшипників, вкладиші підшипників і відповідне обладнання для кульових млинів, млинів SAG, стрижневих млинів і обертових печей для цементу, гірничої промисловості та переробки мінералів.

Наші можливості постачання цапфових підшипників:

• Втулки підшипників з бабітовим покриттям: бабіт на основі олова (клас 1 і 2) і бабіт на основі свинцю; діаметр корпусу від 400 мм до 2000 мм; точне розточення до ±0,01 мм після повторного металу

• Корпуси підшипників: чавун або готова сталь; прецизійне оброблення отвору та зовнішнього діаметра; масляна кишеня для домкрата, оброблена відповідно до специфікації

• Цапфові шийки (кінці валу): кована легована сталь 42CrMo4; подрібнений до Ra ≤ 0,4 мкм; загартований до 200–300 НВ

• Корпуси підшипників: лита або готова сталь; прецизійно-расточувальний; патрубок входу/виходу масла; порти датчика температури

• Послуги з відновлення металу: повне видалення бабіту, підготовка поверхні та заміна футеровки для зношених або пошкоджених вкладишів підшипників

• Технічна документація: розрахунок числа Зоммерфельда; перевірка мінімальної товщини плівки; специфікація зазору підшипника; огляд конструкції масляної системи

Супутні продукти та технічні ресурси:

• Рішення для гірничої та цементної промисловості — повне постачання компонентів для кульових млинів, млинів SAG та обертових печей

• Посібник із шин і опорних роликів обертової печі — методологія контактної напруги Герца та вирівнювання для опорних систем печі

• Rolling Mill Rolls: Work Roll & Backup Roll Guide — вибір підшипника шийки валка та контактна напруга для прокатних станів

• Посібник з вибору промислових гвинтових і конічно-гвинтових редукторів — методологія вибору редуктора приводу млинів і коефіцієнта обслуговування

• Посібник з вибору шківів конвеєра — конструкція валу та специфікація підшипників для шківів конвеєра

• Спеціальні ковані вироби — вали, заготовки шестерень і ковані кільця — ковані цапфи та компоненти підшипників

• Ковані та литі сталеві вали для дробарок — довідка про процес кування та вибір матеріалу

• Steel & Metal Processing Solutions — компоненти млинів для подрібнювального обладнання сталеливарного заводу

Щоб отримати цінову пропозицію, надайте:

• ✅ Тип млина (кульовий млин / млин SAG / стрижневий млин) і діаметр млина × довжина

• ✅ Діаметр і довжина цапфи (мм)

• ✅ Несуче навантаження на цапфу (кН) або загальна вага фрези

• ✅ Швидкість роботи млина (об / хв)

• ✅ Існуючі розміри корпусу підшипника (OD, ID, довжина) або креслення

• ✅ Необхідний сорт бабіту (олов’яна основа 1 клас / 2 клас / свинцева основа)

• ✅ Необхідний зазор підшипника (або специфікація OEM)

• ✅Кількість та необхідний термін доставки

• ✅ Зношений або пошкоджений корпус підшипника доступний для зворотного проектування

Електронна пошта: jasmine@yileindustry.com

Надіслати запит пропозицій: www.yilemachinery.com/contactus.html

Розрахунок числа Зоммерфельда та огляд конструкції масляної системи надаються разом із кожним замовленням цапфових підшипників. Переробка: 2–4 тижні для стандартних розмірів.

Пов’язані технічні ресурси

• Шина та опорний ролик для обертової печі: контактна напруга, міграція шини та посібник з вирівнювання

• Вибір натяжного ролика конвеєра: серія CEMA, рейтинг навантаження та посібник з експлуатації підшипників

• Вибір конвеєрного шківа: конструкція валу, напрямок натягу та відставання ременя

• Валки прокатного стану: Посібник з вибору матеріалу робочого та резервного валків

• Посібник з вибору промислових гвинтових і конічно-гвинтових передач

• Кування на замовлення — заготовки шестерень, кування кілець і вали

• Рішення для гірничодобувної та цементної промисловості