王国民，仪登伟，张海平，任鞠萍

1 引言

由于大型管磨机磨体施加在支承装置上的载荷较大，造成主轴承结构轴瓦发热严重，同时，为了保障有足够大的进出口直径以满足磨内通风的要求，现在支承装置大多采用滑履支承结构。滑履结构的磨体没有中空轴，磨机通过筒体上的滑环架设在滑履轴承上，这样就分流了载荷，且由于滑环的转动线速度较高，在摩擦副间容易形成液体动压润滑，使用效果比较好。我公司之前已经研发了单侧四滑履支承管磨机并申请了专利，现针对越来越复杂的工况，对滑履支承结构做了进一步优化。

2 滑履轴承磨机新型支承结构

2.1 整体结构设计

滑履磨机的支承装置包括滑履轴承和罩体单元（图1、图2），罩体单元通过法兰依次连接成圆周形滑履罩体，对应底部的两个滑履轴承的罩体单元为一体式结构，一体式结构罩体单元与相邻罩体单元的连接法兰位于一体式结构罩体单元侧上方。一体式结构罩体单元底部为凹槽结构，凹槽结构底面上设置有调整螺栓。混凝土基础上设有一个与一体式结构罩体单元相适应的凹槽，土建施工量减少。整个滑履罩体在最低点没有法兰连接，避免了润滑油发生泄露情况。

2.2 托瓦受力计算

根据多个项目的调试结果表明，滑履支承在静态和动态情况下受力情况接近，本文以滑履支承在静态下的受力情况进行分析计算。

两滑履支承装置托瓦受力情况（图3）分析及计算如下：

图1 新型滑履支承结构

图2 编号为A的局部放大图

图3 两滑履支承结构受力情况

图4 四滑履支承结构受力情况

式中：

F——滑履支承受到的压力

R1——双滑履轴承一个托瓦的支承力

R2——双滑履轴承另一个托瓦的支承力

R1=R2，所以F=1.732R1

四滑履支承装置托瓦受力情况（图4）分析计算如下：

式中：F1、F2、F3、F4——四滑履轴承的各个托瓦受力通常情况F1=F2=F3=F4，所以F=3.3461F1，代入F=1.732R1后可得：

根据计算得知，相同的载荷状态下两滑履支承装置单个托瓦受力是四滑履支承的1.932倍。采用四滑履支承装置，可有效减少单个托瓦的面积，降低托瓦重量，筒体滑环受力更均匀合理，尤其适合大规格的磨机，应用相似的原理甚至可以制造单支点5托瓦、6托瓦结构的磨机，如图5所示。

2.3 托瓦的改进

传统两支承滑履托瓦的长宽比大多在1.6～2.0之间，高压启动，低压润滑。这种结构的托瓦，通常瓦体较大，且为了降低瓦温、增加托瓦的强度，托瓦会很厚，造成在托瓦工作时瓦体上下部分温差大，瓦体热胀变形，托瓦和滑环接触不理想，瓦温高。因此，我们对托瓦进行了以下改进：

图5 6托瓦支承结构

（1）去掉托瓦旋入端的油盘，在托瓦上开设一个低压油槽，保证低压油和滑环接触的宽度上均匀地形成油膜，如图6所示。

图6 开设低压油槽的托瓦

（2）在磨机运转期间，滑履支承润滑油站高压常开，但保持较小且合理的流量。

（3）中控室检测各托瓦高压的压力及流量、瓦温和冷却水状态。

（4）定位装置和托瓦分开。

经实践证明，托瓦长宽比在1.2～1.5之间效果最佳。

2.4 滑履支承的调节结构设计

图7为三种调节结构，如A1方案所示，将调节支承做成一个液压缸体和带凹球面结构的液压缸杆，外部和高压液压站连接，用高压液压站调节托瓦高度，达到合适位置后锁紧螺母；如A2方案所示，将托瓦下部用一个螺杆调节托瓦到合适高度后，将螺杆锁紧定位；如A3方案所示，在托瓦支承杆下部放置一台专用超薄型千斤顶，这样可以方便地调整托瓦高度，以达到各个托瓦受力均匀。本文采用A3方案，结构简单，调节方便，可以达到较高的精度，在静态或动态工况下，测量检测各个托瓦的高压管路压力，能保证各支点压差误差稳定在10%以内，通常情况下误差在5%以内，各点受力近似相等。

2.5 定位装置的改进

为了保证磨机支承受力合理，并克服随磨机大型化带来的越来越大的轴向推力，采用在筒体上焊接定位法兰，在底座上安装固定装置对法兰定位的方法。定位板和法兰实际接触面积与原来相比增大了2.5倍，同时在推力夹板上增加中压润滑油，在较高的轴向推力下减少摩擦阻力，增加定位的可靠性。图8和图9分别为定位夹板结构图及实际安装位置图。

3 自动化控制

（1）安装了轴向运动监测装置，检测磨机筒体轴向位移量及定位板是否有磨损，以便中控室适时监控并及时作出调整。

图7 三种支承的调节结构

图8 定位夹板

图9 定位装置安装位置

图10 高压压力及流量监测装置

（2）安装了高压压力和流量监控装置（图10），对磨机支承装置的各个托瓦的高压和低压润滑油流量及高压压力进行监控，并将数据反馈到中控室，以方便磨机维护。如，在排除液压润滑站的影响后，若磨机滑履轴承润滑站全部托瓦高压油压变化＞0.3MPa，可断定磨内物料或研磨体变化较大，需要调整。若进料端或出料端单个托瓦高压油压变化超过该端高压平均值的10%时，需要调整该托瓦。

（3）托瓦的冷却水管路上安装有电动流量阀，当瓦温＞60℃时，开启冷却水降温，达到70℃时，冷却水流量达到最大，温度再升高则润滑油站的高压和低压流量也相应地开启到最大，以保证磨机正常运转，当瓦温达到上限时，启动停机程序。

4 结语

滑履磨机适应物料能力强，能满足磨蚀性强的物料及超高比表面积要求的水泥的粉磨。应用四滑履支承结构及其他改进措施，能够有效地降低磨机运行中克服摩擦力所消耗的功耗，使托瓦温度从70℃甚至80℃降低到了不足60℃，同时轴瓦受力均匀，增大了支承能力，保证了磨机连续稳定的运行。■