FZB11高性能環(huán)保節(jié)能型復(fù)合材料球磨機(jī)支撐軸承是由三層材料復(fù)合而成的滑動(dòng)軸承：以高性能環(huán)保型塑料為表面摩擦層，采用彈性金屬絲墊組成中間層，通過釬焊工藝與不同的鋼（或鑄鐵）基體層結(jié)合在一起形成的新型復(fù)合材料軸承。
   該復(fù)合材料軸承應(yīng)用于各式球磨機(jī)用作支撐滑動(dòng)軸承，取代傳統(tǒng)的烏金瓦。產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是：
    ●摩擦系數(shù)小，有效降低軸瓦運(yùn)行損耗，具有明顯的節(jié)能效果；
    ●具有極佳的耐磨損性能，使用壽命長；
    ●承載能力比巴氏合金軸瓦提高20%以上；
●有優(yōu)異的抗咬合性能，不損傷軸；
    ●有優(yōu)異的自潤滑性能，取消高壓油頂起仍可安全啟停機(jī)，簡化操作程序：
    ●有很好的順應(yīng)性和獨(dú)特的自調(diào)性能，安裝、檢修不需刮研瓦面，縮短安裝檢修周期；
    ●適應(yīng)油潤滑、脂潤滑、水潤滑和油水混合潤滑；
    ●材料中不含有重金屬鉛，具有環(huán)保特性；
    ●節(jié)約大量稀有金屬錫，具有資源節(jié)約特性。
    復(fù)合材料軸瓦最初只應(yīng)用于水力發(fā)電機(jī)組，隨著產(chǎn)品的材料和工藝創(chuàng)新，又?jǐn)U展應(yīng)用到巨型立式水泵電機(jī)和立式輥磨機(jī)、球磨機(jī)等領(lǐng)域。經(jīng)過近二十年來的應(yīng)用，產(chǎn)品在國內(nèi)各大中小水電站裝機(jī)上千臺(tái)，在立式輥磨機(jī)上裝機(jī)2000多臺(tái)，提高了水電機(jī)組和立式輥磨機(jī)運(yùn)行的安全可靠性。隨著產(chǎn)品應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，人們對(duì)復(fù)合材料軸瓦的研究興趣已由原來的高可靠性轉(zhuǎn)移到更多的烏金瓦所不能替代的其他優(yōu)點(diǎn)，比如節(jié)能特點(diǎn)和環(huán)保特點(diǎn)等。本文針對(duì)Ø2.2mX7m球磨機(jī)復(fù)合材料軸瓦在液體潤滑條件下相對(duì)于烏金瓦的節(jié)能機(jī)理和效果做如下計(jì)算分析和探討。
1、節(jié)能機(jī)理
    在摩擦表面之間維持一定厚度的潤滑油膜，使相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩摩擦表面完全隔開，這種軸承稱為液體摩擦軸承。依靠摩擦表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和油的粘性而在油膜中自動(dòng)產(chǎn)生壓力場，并以此油膜壓力平衡外載荷，從而保持一定油膜厚度的軸承稱為液體動(dòng)壓軸承。描述潤滑油膜壓強(qiáng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為雷諾方程。兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間要建立動(dòng)壓而且保持連續(xù)油膜的條件是：  (1)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙：(2)被油膜分開的表面必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，其運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥�油由大口流進(jìn)，從小口流出；  (3)潤滑油必須有一定黏度，供油要充分。
但實(shí)際上球磨機(jī)支撐軸承的運(yùn)行工況是介于流體動(dòng)壓潤滑和邊界潤滑之間的狀態(tài)，造成這種狀態(tài)的原因主要是相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低，接近臨界速度，處于非完全液體摩擦狀態(tài)。還有就是軸承使用中有沖擊、振動(dòng)等不均勻載荷存在，工作條件處于流體動(dòng)壓潤滑和邊界潤滑兩種交變狀態(tài)。所以對(duì)運(yùn)行效果的分析分完全流體動(dòng)壓潤滑和非完全流體動(dòng)壓潤滑兩種情況。
 
 
復(fù)合材料軸瓦功耗：
N=f F.π.D.n=2.15kw
節(jié)約了0.43kW
    結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)合材料軸瓦功耗比烏金瓦降低16.7%
    (16)分析
    復(fù)合材料軸瓦相對(duì)烏金瓦的特點(diǎn)也在于復(fù)合材料軸瓦的導(dǎo)熱性相對(duì)較低，熱導(dǎo)率為0.71Wf MK，而烏金瓦（以ZSriSbIICrj6為例）的熱導(dǎo)率為33.49W/MK，同樣運(yùn)行條件下由于復(fù)合材料軸瓦的熱導(dǎo)率比烏金瓦小40多倍，由此造成油膜的溫升高3.8℃，引起潤滑油粘度的下降，降低了摩擦系數(shù)。但復(fù)合材料軸瓦相對(duì)于巴氏合金瓦耐溫高、不產(chǎn)生粘著磨損和高耐磨的性能，使軸承在不影響磨損性能的情況下的功耗降低。
    1.2非完全流體動(dòng)壓潤滑條件下的功耗：
    相對(duì)運(yùn)行速度較低，潤滑不充分等不足以產(chǎn)生完全的承載油膜，這樣的軸承為非完全流體動(dòng)壓潤滑軸承。造成這種狀態(tài)的原因主要是相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低，接近臨界速度，或者動(dòng)壓軸承在啟動(dòng)和停車時(shí)，處于非液體摩擦狀態(tài)。還有就是軸承使用中有沖擊、振動(dòng)等不均勻載荷存在。這類軸承的摩擦磨損性能與軸承材料、軸頸材料以及粗糙度等條件有關(guān)。
    復(fù)合材料軸瓦表面的主體材料聚四氟乙烯塑料，它是當(dāng)今固體材料中摩擦系數(shù)最低的，甚至在0.04以下，這種特性使其成為自潤滑軸承的理想材料。另外，聚四氟乙烯具有分子轉(zhuǎn)移性，即在與對(duì)磨偶件接觸滑動(dòng)時(shí)會(huì)馬上在偶件上形成一層極薄的轉(zhuǎn)移膜，使塑料和金屬之間的摩擦變成塑料和塑料之間的摩擦。轉(zhuǎn)移膜不但降低了摩擦系數(shù)，同時(shí)會(huì)填補(bǔ)偶件間的微觀不平，當(dāng)轉(zhuǎn)移膜破壞時(shí)還會(huì)自動(dòng)補(bǔ)充。彈性金屬塑料軸承的減摩特性使其運(yùn)行的軸承功耗大大降低。

    按摩擦系數(shù)上限進(jìn)行功耗計(jì)算：烏金瓦功耗：
    N=0.0176x435 Xl03XπX0.9X21—60=7.6kW
    復(fù)合材料軸瓦功耗：
    N=0.012 x435 Xl03 xnx0.9x21- 60=5.2kW
    節(jié)能32%
    結(jié)論，在非完全流體動(dòng)壓潤滑情況下金屬塑料軸瓦具有比烏金瓦更低的摩擦系數(shù)功耗比烏金瓦降低32%
    1.3節(jié)能分析：
    球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需功率，其中一部分用于提升研磨體和物料到一定高度，并使之具有一定速度拋射出去。按拋物線軌跡下落，進(jìn)行沖擊擊碎物料；另一小部分則是克服機(jī)械摩擦阻力，包括球磨機(jī)中空軸在主軸承中的摩擦、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中的摩擦，其總效率A為70～90%，取A=80%。
    傳動(dòng)裝置（減速機(jī)）的效率，對(duì)于國產(chǎn)減速器而言，取雙極圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)效率Ai=0.955。
    則支承軸瓦的效率為：
    A2= AA= 0098505-0,84
    )55
    軸承總摩擦功耗損失率為：
    1-A2=1-0.84=0,16=16%
    非完全流體動(dòng)壓潤滑條件，功耗節(jié)約32%，則軸承總節(jié)能占總功率的百分比為：
    32%x16%=5.1%
2、實(shí)際運(yùn)行效果
    2.1 2009年4月我們?cè)诖筮B市五島集團(tuán)公司水泥廠2.2米球磨機(jī)上采用FZB11高性能環(huán)保節(jié)能型復(fù)合材料球磨機(jī)支撐軸承替代原巴氏合金瓦，4月8日裝機(jī)。由于生產(chǎn)任務(wù)忙，檢修時(shí)間短，無法對(duì)已磨損的空心軸進(jìn)行修復(fù)，表面粗糙度和圓柱度非常差，在軸向上可見波浪形。在運(yùn)行半年后我們將磨頭和磨尾的軸承分別進(jìn)行拆解觀察，表面狀況良好，重新安裝使用，預(yù)計(jì)使用兩年沒有問題。通過使用，復(fù)合材料球磨機(jī)支撐軸承相對(duì)于原烏金瓦有如下特點(diǎn)：
    a、節(jié)約電能：原烏金瓦在處理量為14T/h時(shí)運(yùn)行電流為22A(額定電壓10000V)，而復(fù)合材料軸瓦處理量為14-18T/h時(shí)運(yùn)行電流為21A，節(jié)電5%以上。節(jié)電效果和分析計(jì)算效果相吻合。
    b、軸承順應(yīng)性好：在磨頭空心軸非常粗糙的情況下，軸承表面未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重劃傷，而且拆解觀察軸頸比原來光滑，其原因是復(fù)合材料軸瓦具有分子轉(zhuǎn)移性，填補(bǔ)了對(duì)磨偶件的凸凹不平。
    c、壽命長：烏金瓦在此條件下一般不超過一年，從拆解觀察情況看，軸承跑和良好，預(yù)計(jì)使用壽命兩年以上。
    d、安裝方便：烏金瓦在安裝時(shí)需要反復(fù)進(jìn)行刮研，工作量很大，對(duì)維修工人的技術(shù)水平要求高。而復(fù)合材料軸瓦不需刮研直接安裝使用，而且整個(gè)初次跑和試運(yùn)行僅用了12個(gè)小時(shí)，然后便滿負(fù)荷工作。
    2.2 2010年3月在金剛集團(tuán)肇東水泥有限公司2.2米球磨機(jī)上采用FZB11高性能節(jié)能環(huán)保型球磨機(jī)支撐軸承替代原巴氏合金瓦。也是檢修時(shí)間短，無法對(duì)已磨損的空心軸進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)瓦體水套損壞，不能進(jìn)行通水冷卻。在此情況下運(yùn)行到現(xiàn)在，瓦溫一直穩(wěn)定在36℃以內(nèi)，節(jié)電效果非常明顯，由原來的每噸水泥能耗21元降到現(xiàn)在的19元，節(jié)能10%。節(jié)電效果高于分析計(jì)算和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果。分析原因是實(shí)際工作中粗糙度和粉塵介入會(huì)導(dǎo)致磨粒磨損，而在這種工況條件下復(fù)合材料軸承相對(duì)于巴氏合金有更好的嵌入性和抗磨粒磨損性能，使能耗明顯降低。
3、結(jié)論
    3.1球磨機(jī)軸瓦的運(yùn)行條件是介于流體動(dòng)壓潤滑和邊界潤滑之間的狀態(tài)。在完全流體潤滑條件下彈性金屬塑料軸承相對(duì)烏金瓦的導(dǎo)熱性較低，復(fù)合材料軸瓦的熱導(dǎo)率比烏金瓦小40多倍，同樣運(yùn)行條件下傳熱系數(shù)小于烏金瓦，由此造成油膜的溫升高，引起潤滑油粘度的下降，最終使軸承的功耗降低，但降低幅度很小。非完全流體動(dòng)壓潤滑條件下，由于金屬塑料軸瓦的摩擦系數(shù)小于烏金瓦，致使軸瓦的功耗降低，降低幅度為32%，占球磨機(jī)總功耗的5.1%左右。
    3.2實(shí)際運(yùn)行表明球磨機(jī)采用金屬塑料軸瓦后相對(duì)于烏金瓦的功耗降低5%以上。運(yùn)行效果更加驗(yàn)證了支撐軸承處于非完全液體摩擦狀態(tài)。軸承使用中有沖擊、振動(dòng)等不均勻載荷存在，工作條件處于流體動(dòng)壓潤滑和邊界潤滑兩種交變狀態(tài)。另外，實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中由于有磨粒磨損存在，金屬塑料軸瓦的異物鑲嵌性好，功耗相對(duì)于計(jì)算分析和試驗(yàn)條件下比烏金瓦有更大幅度的降低。
3.3通過以上計(jì)算分析、試驗(yàn)分析和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果的分析，表明FZB11高性能節(jié)能環(huán)保型彈性金屬塑料球磨機(jī)支撐軸承取代烏金瓦具有明顯的節(jié)能效果。
    3.4復(fù)合材料軸瓦材料當(dāng)中不含有重金屬鉛，相對(duì)于烏金瓦又具有環(huán)保特點(diǎn)。復(fù)合材料球磨機(jī)支撐軸承取代百年傳統(tǒng)的烏金瓦符合國家節(jié)能減排的基本國策。
3.5由于良好的順應(yīng)性，不損傷軸，在軸瓦改造時(shí)不需要對(duì)空心軸進(jìn)行表面處理，縮短更換工期，安裝維護(hù)方便。由于具有低摩擦和高耐磨的性能相對(duì)于烏金瓦有較高的使用壽命，是更新?lián)Q代節(jié)能新產(chǎn)品。以我國年產(chǎn)10億噸水泥計(jì)算，可降低能耗成本10～20億元人民幣，節(jié)能效果顯著。
    三門峽富通新能源銷售球磨機(jī)、雷蒙磨、雷蒙磨粉機(jī)、雷蒙磨配件等。