锤式破碎机轴承发热解析及处理措施

王艳丽，刘明红

锤式破碎机轴承发热解析及处理措施

Analysis and Solutions of Bearing Heating in Hammer Crusher

王艳丽1，刘明红2

锤式破碎机在水泥厂中主要用来破碎石灰石及与篦冷机配套破碎熟料，其生产中的主要故障之一是轴承发热。发热现象有些是在初期磨合期出现，运行一段时间后就正常了；有些则持续较长时间，给生产带来较大的影响。发热原因主要有：轴承设计选型不当，设备零部件加工质量不良，安装不合要求，润滑剂的选用或填充量不当，使用与维护维修不当造成振动与配合松动，轴承磨损后未及时更换，操作不当造成环境温度高等。本文对锤式破碎机轴承的发热原因做了比较详细的分析，并给出相应的解决措施和注意事项，以利于锤式破碎机的使用和维护。

1 轴承设计选型不当

1.1 轴承选用不当

锤式破碎机属于重载荷设备，启动时是重载启动，运行时载荷较重且有冲击负荷，所以，滚动轴承选用时特别要注意两个方面的问题：

（1）轴承的负载选择。如果选用的轴承额定负荷低，运行中轴承磨损严重，会引起轴承发热及寿命缩短。

（2）轴承游隙的选择。过小的游隙不利于油膜的形成和消除热膨胀量，尤其在使用环境温度较高时，过小的原始径向游隙将会使轴承在运行中因温度升高膨胀而间隙变小甚至为零，容易引起轴承发热。

滚动轴承的游隙分为径向游隙和轴向游隙。径向游隙又分为原始游隙、安装游隙和工作游隙。游隙的选择要考虑轴承与轴、轴承座的配合、工作温度、载荷引起的原始游隙的变化。合理的轴承游隙的选择，应在原始游隙的基础上，考虑因配合、内外圈温度差以及载荷等因素所引起的游隙变化，以使工作游隙接近于最佳状态。

大部分的锤式破碎机采用带紧定套轴承，内圈带锥孔，可以在安装或使用过程中调整游隙，且带紧定套的圆锥孔调心滚子轴承的径向游隙比同样组别的圆柱孔调心滚子轴承的径向游隙要稍大一些。但是，对于锤式破碎机来说，滚动轴承在重载荷和冲击负荷的作用下，套圈容易产生变形，致使配合面受力不均匀，引起配合松动。因此，负荷越大，过盈量应选得大些。而由于过盈量的增大，装配时过盈量引起的径向游隙减小量也要相应大些。另外，工作时由于温升又使得游隙进一步减小。所以，对于锤式破碎机等重载荷设备，宜选用比基本组的游隙要大一些的C3组的游隙组。

1.2 轴承与轴或孔的设计配合不当

滚动轴承与轴或孔的配合不当，当轴承工作时，由于摩擦发热和其他热源的影响，套圈的温度会高于相配合零件的温度，内圈的热膨胀量会引发它与轴颈配合的松动，而外圈的热膨胀量会引起它与外壳孔配合的变紧，这都会引起轴承发热。例如，某PC1010锤式破碎机［1］采用3628双列向心球面滚子轴承，轴承温度频繁升高，致使轴颈发生粘着磨损。其原因是轴承与轴的配合不当，原设计主轴轴颈公差ϕ140k6偏低，工作后温度升高，轴承内圈与轴颈由过盈配合变为间隙配合，产生相对滑动。

ϕ140轴的公差k6属于轻载荷情况时选用，即使在正常载荷情况下，也应选用m6公差。而对于锤式破碎机这种重载荷设备，对于直径为ϕ 140的轴，宜选用ϕ140p6或过盈量稍大一些的ϕ140r6。

当然，以上的轴承是普通的圆柱孔调心滚子轴承，对于锤式破碎机采用较多的带紧定套的滚动轴承，轴的公差为h9，轴承座孔公差采用H7，轴与轴承的过盈配合是依靠拧紧紧定套来实现的。

2 设备零部件的加工精度达不到要求

在锤式破碎机轴承发热原因中，设备零部件的加工精度达不到要求，尤其是轴承座的加工精度达不到要求，也是一个重要因素。轴承座孔的加工要保证孔的公差、粗糙度及圆柱度要求。孔公差过小则配合时使轴承游隙过小，过大则配合松动，这两种情况都会引起轴承发热。例如，某2022型单段锤式破碎机［2］试车时仅运行1.5～2h，SKF23232CC/C3W 33轴承就迅速升温到90℃以上，同时轴承座和机架振动明显。振动大是飞轮不平衡引起，而轴承温度高则是由于轴承座孔加工精度有问题，一是造成两轴承座水平误差过大，二是轴承外圈与轴承座孔变成了过盈配合。轴无法轴向移动，造成单侧滚子单边受力，负荷增大，引起摩擦阻力增大而发热。

3 安装质量不良

安装质量不良主要表现在轴承座不水平、联轴器不对中及轴承没有留足热膨胀量等方面。

（1）安装不当造成联轴器不对中、轴承座不水平。联轴器或分体式轴承座的对中没有调整好，对中精度差，初始状态轴承就处于扭曲状态。例如，某PCF2018型单段锤式破碎机［3］在一次检修后开机，飞轮侧轴承温度达100℃以上。原因是安装不当，破碎机转子轴与电动机轴的同轴度为0.755mm，电动机与破碎轴端面倾斜度为θ＝0.000 725 1，均过大。

联轴器的找正应按照机械设备安装工程施工及验收通用规范（GB50231-2009）的要求，根据联轴器的直径大小，确定径向位移和倾斜度的最大允许值，并按此值来校正。

（2）安装时自由端轴承没有留足热膨胀量，致使此端轴承在工作时不能自由伸展，从而引起轴承承受较大的轴向力发热甚至烧坏。

锤式破碎机的两个滚动轴承一般采用一端固定、一端自由的安装方法，这样，当工作时温度升高后，轴热膨胀后可自由游动不受阻卡。为此，安装时要注意此热伸长量的计算和预留，要使轴承端面与轴承座端盖的轴向间隙大于轴的热伸长量。如果此预留的间隙值不足，轴受热膨胀后轴承的端面就会与轴承座端盖顶死，从而引起轴承发热甚至烧坏。

4 润滑不良

润滑不良包括选用的润滑剂不当、油脂的填充量或油位不当、油（脂）变质或缺油（脂）。

（1）润滑剂的选用及润滑方式不合理

要根据轴承运转温度、速度指数、载荷特征、润滑方式等因素选用滚动轴承润滑剂，润滑剂选用不当，黏度过低或过高，难以形成油膜，会使轴承运行中产生的热量无法带走，引起轴承发热。

（2）加油（脂）的量不当

加油（脂）过少或过多，会因缺油或油过多搅动大，引起发热。

（3）未能按时换油、润滑油变质及润滑油中含有铁屑等杂质，导致润滑状况恶化。

（4）因轴承座漏油等原因造成轴承缺油发热并失效。

由于锤式破碎机属于重载荷设备，对于润滑剂的选用，存在着一些误区，有一味追求高粘度的倾向。例如，某TLPC20.22A型单段锤式破碎机［4］，转子轴承为SKF24168CABCK30/W33+ AOH24168H，规格为ϕ320mm×ϕ 580mm×243mm，轴承采用油浴润滑。该轴承温度过高的原因之一就是润滑不良。油的粘度选用过大，原用N120润滑油，换用N220中负荷极压齿轮油，温度升高，又换用更高黏度的N320，温度升得更高。黏度大，不仅会增大润滑油中分子之间的内部摩擦，而且也会增大与金属之间的摩擦，从而生热过多。并且油量过多，油量在油标上的高度为170mm，搅动生热。最后改用黏度低的N68极压齿轮油。

水泥行业锤式破碎机润滑剂的选用，对于采用稀油集中润滑或浸油润滑的，润滑油宜选用L-HM68抗磨液压油（GB11118.1-2011）；对于油杯加油润滑的，可采用2号极压锂基脂（GB/T7323-2008）。对于篦冷机配用的锤式破碎机，当采用润滑脂集中润滑时，润滑脂可选用1号极压锂基脂（GB/T7323-2008）；对于油杯加油润滑，可采用2号极压锂基脂（GB/ T7323-2008）。

至于填充量或油位的选择，对于浸油润滑，油位宜在油标上下红线的中间位置，且滚动轴承的油面高度不允许超过最下面滚子的中心；对于稀油集中供油，要注意供油压力；对于润滑脂润滑的，填脂量宜为轴承座内腔容积的1/3～1/2。

5 振动因素

锤式破碎机的振动对轴承的磨损及温升也有影响。振动源有转子的不平衡、安装不对正、轴承座联接螺栓松动及电动机传过来的振动等。特别是转子的不平衡因素比较突出，由于转子质量大，圆周速度高，失去平衡后会产生较大的离心力，使破碎机产生强烈振动，从而会加速轴承的磨损，引起轴承的发热。

锤式破碎机国家标准规定锤式破碎机轴承座的振动振幅≤0.2mm，振动超标时要进行处理。

6 轴承的磨损及配合失效

轴承的磨损是轴承使用中最主要的故障，持续的磨损会使轴承的内圈、外圈、滚动体、保持架等发生尺寸变化，甚至产生麻点或剥落等，轴承配合间隙增大，运转元件的表面粗糙度增加，会降低轴承运转精度，因而也会降低机器的运行精度，从而引起轴承的温度升高、振动增加、噪声增大，严重时就会导致发热、振动加剧、轴承烧毁甚至引起轴的弯曲。

另外，轴承在运转过程中，会出现配合松动等失效，也会引起轴承发热。例如，某ϕ1 000mm×2 100mm篦冷机锤式破碎机［5］253528带紧定套轴承温度偏高，采用二硫化钼填充润滑。在运转初期，轴承温度一直偏高。原因是轴承上的止退垫卡爪损坏，螺母松动，从而造成轴承内圈与轴颈的配合松动，相互滑动而发热。

7 V型带拉紧力过大

当锤式破碎机采用V带传动时，如果V带的拉紧力过大，也会引起轴承发热及V带与轴承的加速磨损。

8 检修方法不当

在锤式破碎机带紧定套的轴承使用中，由于检修方法不当造成轴承配合过紧或一边紧一边松的情况，也会引起轴承发热及轴承的磨损。带紧定套的轴承的特点是轴承的游隙可以通过紧定套来调节，但调节不当会造成紧定套的破裂或配合的松动。例如，某篦冷机锤式破碎机［6］轴承为22338K+H2338，在轴承发热及窜轴时，处理措施不当，只是采用紧固非传动端紧定套的办法来处理窜轴和紧固轴承的配合。窜轴说明两个轴承与轴的配合都存在松动情况，只紧固一个轴承，虽然暂时解决了窜轴问题，但另一个轴承的配合仍是松动的，这会造成松动处的轴承磨损和发热，同时会使紧固处的轴承承受全部的轴向力，因此也变得容易松动。所以，实际结果反而是轴承发热和窜轴逐渐频繁。正确的方法是同时紧固两个轴承的紧定套。

关于带紧定套的轴承的紧固，一般是通过测量轴承径向游隙的减小量来判断的，因为紧固时形成过盈配合后，轴承径向游隙会在原始游隙的基础上减小，而预留的径向游隙量，则要考虑轴承工作时的内外圈温度差的影响。

9 环境温度过高

篦冷机配套的锤式破碎机，工艺操作正常的情况下，熟料的温度为环境温度+65℃，但当操作不正常时，熟料的温度较高，环境温度高也会使轴承的温度升高，因此，需要重视破碎机对工作环境的要求。例如，某5 000t/d线的篦冷机锤式破碎机［7］，在一次检修后开机，由于篦冷机内高温风未及时排出和熟料温度较高（平均达200℃），使破碎机轴承温度很快升高。

10 结语

锤式破碎机滚动轴承的发热问题，原因较多，在处理轴承发热问题时，要从设计、加工、安装、润滑、使用、维护及维修等方面进行全面分析考虑，找出主要原因，并采取相应的措施进行处理。对于环温度高的篦冷机锤式破碎机，要充分发挥轴上所带的冷风叶的作用，加强冷却作用；对于未带冷风叶的一般锤式破碎机，在轴承发热且一时找不出原因时，可采用临时的办法来降低轴承的温度，如采用在飞轮上焊接冷却风叶叶片［8］等办法来降低轴承的温度。

［1］孙天福.PC1010锤式破碎机轴承失效分析及改进［J］.中国建材装备，1996（8）：20-21.

［2］程群.2022型单段锤式破碎机轴承发热分析及处理［J］.水泥，2011（1）：33-35.

［3］韩长菊.单段锤式破碎机轴承过热原因分析及处理措施［J］.水泥工程，2013（2）：56-57，82.

［4］江旭昌.单段锤式破碎机转子轴承温度过高的处理［J］.水泥，1996（1）：32-36.

［5］张宏伟.我公司篦冷机破碎机故障的处理［J］.新世纪水泥导报，2006（2）：50.

［6］刘琳，刘明红.篦冷机破碎机窜轴原因浅析［J］.四川水泥，2012（1）：114-117.

［7］姜超.篦冷机破碎机轴承温度高的原因分析［J］.水泥，2011（5）：61-62.

［8］琚宏昌.降低单段锤式破碎机的轴承温度［J］.水泥技术，2003（4）：50-52.■

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2015-03-09；编辑：赵莲