球磨機主軸瓦損毀原因！如何修復？

作者：袁毅棕

（廣東省建材技工學校）

球磨機主軸瓦又稱球面瓦，是球磨機主軸承的主要零部件，其內表面為圓柱形，與中空軸頸相連，其底面呈凸球面形，裝在主軸承座凹球面上，可以在軸承座的球窩里自由轉動，使主軸瓦內表面均勻地承受載荷。磨機筒體上的全部載荷通過兩端軸頸分別傳遞給主軸瓦，再傳遞給主軸承座。主軸瓦基體一般由優質灰鑄鐵制成，工作內表面則澆注一層具有一定強度，且跑合性能、減摩性能及耐磨性能良好的巴氏合金，其弱點是機械強度低，工作溫度不宜過高，且與鑄鐵的貼付性較差。

筆者長期從事球磨機的設計、安裝、維修的工作，經常處理球磨機在使用過程中出現的問題。而主軸瓦的磨損與燒毀是球磨機在使用過程中經常出現的問題，下面就本人在以往工作中對該類問題的分析、體會及處理方法與讀者交流、探討。

1　主軸瓦損毀原因

1.1 主軸瓦質量問題

主軸瓦質量的好壞直接影響磨機的工作性能和主軸瓦的工作壽命。

(1)材質質量

首先是材質問題，在采購時把好材質關。巴氏合金有錫基巴氏合金、鉛基巴氏合金等。錫基巴氏合金是以錫為基，加入銻、銅等元素組成的合金，是一種軟基體硬質點類型軸承合金，這類合金具有適中的硬度，小的摩擦系數，較好的塑性及韌性，優良的導熱性和耐蝕性，適用于大型機器的高速軸瓦。而鉛基巴氏合金是以鉛、銻為基，加入錫、銅等元素組成的軸承合金，其硬度、強度、韌性均比錫基軸承合金低，且摩擦系數較大，但價格便宜，一般僅適用于中低載荷的軸承。因此在選購主軸瓦時，一定要用錫基巴氏合金，否則軸瓦易磨損，工作壽命降低。同時也要注意一些黑心供應商以次充好，魚目混珠的問題。另外，一段時間曾推廣的尼龍軸瓦，椐筆者了解效果也不太理想。

(2)澆鑄制造質量

巴氏合金層的澆鑄質量及鑄鐵基體的鑄造質量對軸瓦的磨損也有影響。如合金層澆鑄有缺陷、存在微細裂紋或有脫殼隱患、表面粗糙、內有氣孔等，投入運行后自然磨損會加快，或由于震動、合金疲勞等原因使巴氏合金層斷裂、脫殼等。另外，由于軸瓦鑄鐵基體內有多條冷卻水道，如果在鑄造過程中鑄件產生氣孔、夾渣、微裂紋等，可能導致冷卻水從這些地方流入軸承座油池再被帶到軸瓦工作面，使巴氏合金潤滑不足發熱而損毀，中空軸也容易被銹蝕，更嚴重的會在交變載荷的作用下鑄件裂紋擴散使軸瓦整體斷裂。

1.2 潤滑問題

主軸瓦與中空軸頸間的潤滑不當也是主軸瓦損毀的原因之一：

(1)潤滑油

潤滑油選用不當，黏度和黏溫特性不適合磨機軸瓦，會導致軸瓦燒毀另外，缺油、漏油或油廂中油面未達到規定標高，造成供油不足，會導致軸瓦工作面油膜不易形成，潤滑失效，以致燒瓦。

(2)油質

油質不佳、不干凈，其中的雜物、灰塵、物料等會進入主軸瓦工作面，致使其過早磨損，或者堵塞潤滑系統的工作元件使循環油路不暢通，供油不足，致使軸瓦損毀。因此潤滑油最好經過過濾后再加入油箱。

(3)潤滑系統故障

潤滑系統故障導致軸瓦燒毀。如：供油系統的齒輪油泵，液壓元件，過濾器等損壞或出現故障時沒有及時采取有效措施，使系統流量減小或中斷而導致軸瓦燒毀。

有的磨機主軸承潤滑是通過刮油器的刮油體將油圈帶上的潤滑油刮至油槽中，油槽通過多個小孔將油淋到中空軸上來實現的。如果刮油器因磨損脫落，軸瓦會因失去潤滑而燒毀。這種情況下，可將刮油器的刮油體槽背適當加高，以提高刮油器的穩定性；并將上部導板開口與刮油體的間隙適當縮小，保證其限位作用。另外，定期檢查刮油器和帶油圈，防止其掉落。

1.3 裝配質量問題

(1)主軸瓦與中空軸的配刮研質量問題

安裝時，一般都要將主軸瓦與中空軸軸頸配刮研，通過刮削，軸瓦多次受到刮刀的推擠和壓光作用，表面組織變得比原來緊密，表面粗糙度很小。并獲得很高的尺寸精度、接觸精度和形狀、位置精度。同時，刮削后的軸瓦表面形成了比較均勻的微淺凹坑，創造了良好的存油條件，改善了潤滑狀況。若刮研質量低劣、軸瓦表面粗糙、接觸斑點分布不均勻或接觸斑點不夠，會使主軸瓦局部磨損加快，甚至燒瓦。

因此，刮研質量應嚴格把關。刮研后配合接觸斑點的分布區，應為一條連續的接觸帶，斑點間距不應>5mm,且應均勻分布于軸母線下部的全瓦寬，如僅在任何一邊緣或僅在中間接觸，或斑點分布不均勻，則應繼續刮削，直到達到要求為止。

(2)主軸瓦外球面與軸承座內球面的配合接觸問題

磨機運轉時，由 于筒體的安裝精度或本身自重的原因產生撓度過大，使兩端中空軸翹起，如果主軸瓦球面轉動不靈活，會使軸瓦與中空軸接觸不均勻，壓力集中在靠筒體側的一個環形條帶上。這時接觸帶狹窄，局部瓦面承受的壓力卻大大增加，潤滑油不易進入，引起局部加速磨損及過熱，必然造成巴氏合金熔化、燒毀。因此安裝時主軸瓦外球面與軸承座內球面的配合接觸必須嚴格把關，保證達到有關的安裝質量技術要求。要求球面接觸帶的周向接觸包角應不小于45°,接觸斑點的分布應均勻連續，間距應不大于5mm。

1.4 冷卻水不足等問題

磨機主軸承在工作時，磨內的熱物料及熱氣體不斷向軸承傳熱，同時，中空軸頸與主軸瓦接觸面摩擦而產生熱量，雖軸承表面同時也向周圍空間散發熱量，但不足以抵消前者，熱量的積累導致主軸瓦的溫升。而巴氏合金的允許工作溫度一般要求<70℃,如果工作溫度超過此值就容易發生燒瓦，因此必須排走熱量，陣低溫度。最常用的冷卻方法是水冷卻，直接引水入軸瓦的內部，把熱量帶走。當冷卻水不足，或由于管道堵塞，銹蝕等原因使冷卻水不暢通，不能及時把熱量排走，會引起主軸瓦溫升過高而燒毀。另外，入料溫度過高，主軸瓦積累的熱量大于排走的熱量，或磨機過載，加重了主軸瓦的工作負荷，工作溫度升高，也會造成主軸瓦過早損毀。

2.修復方法 

檢查主軸瓦的損毀程度，采取相應處理方法。

如果主軸瓦嚴重損毀，失去修復價值，則必須更換新軸瓦。

如果主軸瓦巴氏合金輕微磨損，一般可采用直接刮研的方法修理。

如果巴氏合金磨損比較嚴重，可采用以下兩種方法修復。

(1)當巴氏合金層雖磨損，但厚度在5mm以上時，可在舊合金層上氣焊堆焊巴氏合金，然后再加工，刮研修復。其操作要點有：

清理主軸瓦表面。用刮刀把軸瓦表面已燒熔或磨損的巴氏合金清理干凈，直到露出金屬光澤為止，用汽油或堿性溶液洗去表面的油污。

在烘干的內瓦面均勻涂上一層氯化鋅助溶劑。

將軸瓦底部放在冷卻水槽中，防止施焊時軸瓦底部受熱變形。

選用的焊條的成分應與原巴氏合金的成分相近，補焊的焊道寬度約5mm~10mm,厚度2mm~3mm。焊接方向平行于軸瓦端面，可多層補焊，合金厚度預留約1mm加工余量。

經機加工后根據有關技術要求與中空軸配刮。

(2)如果巴氏合金磨損嚴重，甚至露出底鐵，可熔去巴氏合金舊襯，重新澆鑄巴氏合金。其操作要點有：

將主軸瓦加熱至約300℃,使原巴氏合金溶化。

用鋼絲刷、砂布清除軸瓦表面的氧化皮、污垢等，直到露出金屬光澤。

用10%~15%硫酸或稀鹽酸清洗瓦面然后進行水沖洗和烘干。

在清理后的軸瓦內表面鍍上一層錫，可使巴氏合金粘合牢固。

澆注巴氏合金。將內模、底模鋼板、軸瓦等裝好并預熱至250~350℃,注意各縫隙處的密封以防止巴氏合金熔液在澆注時漏出。將巴氏合金加熱至完 全熔化(約300~400℃),澆注時，使巴氏合金熔液沿 內模外圓均勻流下，既可排出空氣，又可使雜質浮于溶液表面，直到灌滿為止。澆注后需冷卻至80~ 100℃方可取出軸瓦。

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