静压润滑依靠一个外部液压系统往油腔注入压力油,使轴颈和轴承之间形成油膜,将轴托起,可保证轴承在预定载荷和任何转速下都处于完全液体润滑状态,因而更适用于重载、低速、要求回转精度高的设备,但一套可靠的供油装置对静压轴承显得尤为重要。山西铝厂氧化铝生产中,烧结法矿石采用了两台GM2.613M型球磨机,单台重量152.49t,磨机工作转速19.5转/min,研磨介质最大装载量78t,主电机型号TDMK-36,设计产能56t/h,筒体两侧采用液体静压润滑滑动轴承支承。问题的提出在磨机试车和生产运行中,静压轴承供油系统故障频繁,维修困难,磨机无法正常开车,生产无法保障,其问题主要有以下几个方面。设计不合理,结构复杂原供油系统采用两台CBZ-18型(P=2.5MPa,Q=18L/min)齿轮油泵作为低压泵,8台TDZ-C2型凸轮转子叶片泵(P=10MPa,Q=2L/min)作为高压泵,低压管路复杂,液压元件多,系统一处出现问题(如点接触器,油压,油温,过滤等),整个供油系统就瘫痪、停跳,问题难以查处。油压不稳,跳闸频繁由于原供油系统管道多,液压元件多,油压损失严重,而且无蓄能装置,油压波动较大,4条高压油路分别由4台高压油泵供油,造成供油压力脉动大,容易跳闸。
过滤、冷却系统设计不合理由于原设计中油过滤、冷却系统选型不当,易发生油、水泄漏,而且原冷却器在油箱上布置,水泄漏后很容易进入油箱,而且清除十分不便。电气保护系统复杂,运行不可靠由于原供油系统结构复杂,相应电气保护系统庞大,易出现故障,原设计中有一组低压油泵保护,四组高压油泵保护及过滤、冷却等保护系统,结构十分复杂。对策针对球磨机静压轴承供油系统存在的弊端,对其进行了改造,力求供油系统结构简单,运行可靠,电气保护灵活、准确、实用,以确保磨机正常开车,生产正常进行。GM2613球磨机的两个油腔产生的支承力F1和F2的合力F等于磨机重量的1/2.即F=G/2。一个轴瓦支承磨机总重量的G/2.G2=(152.49+78+50+30)9.82103=1521401(N),其中包括磨机运行中50t的物料及30t的碱液等。每个油腔产生的支撑力为:F1=F2=Fcos2550=1521401cos2550=845137.55N.每个油腔有效承载面积为Ae,Ae=(0.1454+0.570-0.14542)2Rsin(2550+60-25502)=0.61m2。每个油腔中的油压:P0=F1Ae=845137.550.61=1408000Pa=1.41MPa.供油系统供油压力P=P0=1.711.41=2.39MPa,式中为节流比系数,取最佳为1.71。在改造方案中,选用了两台YB-A26B-JL型叶片泵(P=7MPa,Q=26L/min)来代替原来的两台CBZ-18型齿轮油泵及8台TDZ-C2型凸轮转子叶片泵,这是因为CBZ-18型齿轮油泵存在容积效率低,轴承负荷较大,产生噪声大,易泄漏,磨损严重,压力脉动大等缺点,TDZ-C2型凸轮转子叶片泵存在制造精度要求高,结构复杂等缺点,而南昌YB-A26B-JL型叶片泵有容积效率高,可达0.90以上,寿命长,易加工,易装配且易于采购等优点。
正常状态下一台使用,一台备用,比原设计中共10台泵,正常状态下5台使用,5台备用的状态大大简化,油管、液压元件也大为减少,有效保障了静压轴承所需油压、油量,而且故障大为降低。在供油系统中增加了蓄能器,保障突然停电或油泵发生故障时,仍然把具有一定压力的润滑油给轴承,以保障在球磨机转动惯性大的情况下,不致发生轴和轴承衬磨损或烧坏,另外蓄能器可起到缓冲液压冲击和吸收油压脉动,解决了以前的油压不稳跳闸频繁的现象。