Φ6.4×10m溢流型球磨机油膜轴承仿真计算

刘刚　孙健

（北方重工矿山冶金设备分公司，辽宁沈阳　110141）

　　摘　要：采用有限元法对Φ6.4×10m溢流型球磨机油膜轴承进行了仿真计算，得到了油膜压力分布及流速分布，并计算出整个轴承系统所需润滑油量，为大型磨机润滑油站流量的选择提供了理论依据。

　　关键词：有限元；油膜；压力分布；速度分布；润滑油流量

　　1　概述
　　轴承系统是矿用磨机的关键部件，近几年随着球磨机规格的增大，轴承系统需要承受的负荷和变形不断增大，为降低磨机的摩擦功耗及延长轴瓦的使用寿命，大型磨机的轴承系统采用全静压润滑方式，润滑油流量的计算则是磨机轴承系统的核心技术。
　　本文采用了有限元法对磨机轴承静压油膜进行了仿真计算，仿真得到了轴瓦支撑面与中空轴之间的油膜压力分布和速度分布，通过仿真计算结果计算整个轴承系统润滑油的流量。
　　2　磨机主参数介绍
　　Φ6.4×10m溢流型球磨机其设计总图如图1所示，主要技术参数如表1所示。

　　该磨机具有处理能力大、功耗低、自动化程度高等优点。该规格磨机在满负荷情况下，磨机每个轴承载荷为700t。
　　3　油膜模型的建立
　　由于轴承具有自动调心能力，在不考虑轴的偏斜的情况下，其结构是对称的，沿周向取油膜的一半进行分析。轴承结构的1/2如图2所示，R₁为中空轴的半径，R₂为轴瓦半径，a为半个油腔的宽度，b为半个轴瓦的宽度。α，β为油腔封油边与竖直方向所成的夹角，γ为油腔封油边与轴瓦边界所成的角。Φ6.4×10m溢流型球磨机中空轴的直径为3m，轴瓦宽度为0.75m，润滑油动力粘度为η40°=0.195pa·s，密度为ρ=895kg/m³，Z小油膜厚度为h₀=0.25mm，取，

　　a=0.187m，b=0.375m，R₁=1500mm，R₂=1500.5mm.建立有限元模型。
　　4　结果分析
　　油膜的压力分布和速度分布分别如图3和4所示。

 

　　由压力分布图可以看出，主油腔附近的压力Z大，越靠近回油边压力值越小。将压力分布沿整个轴承面积积分，计算得出承载能力为700t，将流速沿四周面积进行积分，计算轴承系统所需润滑油流量为242L/min。
　　结语
　　根据计算流体动力学，计算得到了油膜内的速度和压力的分布规律，准确的计算轴承的承载能力和流量，为大型磨机润滑油站流量的选择提供了理论依据。
　　参考文献
　　[1]Φ7.9m×13.6m双驱溢流型球磨机[J].矿山机械，2013（07）.

来源：《中国新技术新产品》2014年第2期