??? 一、概述

??? 磨輥組是我廠最新開發研制的迄今國內最大規格的5000t/d原料立式磨機中的至關重要的研磨部件之一，即本磨機的核心部分。它在磨機內由三個鼓型的磨輥互成120O等角均布在研磨輥道上。見下圖（一）及圖（一）的放大圖（二）所示。

??? 由于5000t/d水泥原料立式磨結構新穎、性能先進，在我廠磨機類產品的生產史上也是前所未有的，因此無論是它的零部件的加工或它的裝配方面都具有其獨特的工藝特征。本文主要闡述的內容是如何提高新型原料立式磨機中的大型磨輥的裝配精度，以些保證整機的先進工作性能。

??? 二、磨輥的功能與結構：

??? 主要承擔研磨的三個磨輥安裝在壓力框架的下部，由推力構件和鉸鏈聯接件組成磨輥組件，張緊裝置的三支張緊桿產生的拉緊力通過壓力框架傳遞到三個磨輥上再傳遞到磨輥與磨盤之間的料層中，由主電機通過減速器帶動的旋轉運動使磨盤轉動，而磨輥則在磨盤的摩擦作用下圍繞磨輥軸進行自轉，也可以隨著壓力框架的上下波動而擺動，物料在磨輥的碾壓作用被反復研磨直至達到所需的粒度。
5000t/d水泥原料立式磨磨輥主要由磨輥軸、輥體雙列球面滾子軸承、雙列園柱滾子軸承、磨輥支架、耐磨襯套、內外定距環、軸承壓蓋、磨輥襯板、襯套等組成。見圖（三）所示。

??? 三、磨輥的組裝：

??? 磨輥部分的組裝關鍵在于保證以下方面的裝配精度要求：

??? 1、雙列球面滾子軸承和雙列柱滾子軸承工作游隙的保證：

??? 由于本磨機工作時研磨腔內流通熱風，在商達100℃以上的熱態下工作的磨輥內的軸承必須保待適當的自由游隙。根據設計要求常溫狀態下的磨輥體內的兩種φ600×φ980×375的大型雙列球面滾子軸承及雙列園柱滾子軸承的自由游隙分別為0.60-0.76mm和0.38-0.50mm，據此要求，實際組裝軸承時通過控制磨輥體內的φ980P7軸承孔的直徑與兩種軸承外環直徑的公差帶（Ymax=-0.204mm，Ymax=0.004mm）和控制軸φ600js直徑與兩種軸承內環孔徑的公差帶（Ymax=-0.07mm，Ymax=0.02mm）組裝后經用塞尺檢測兩種軸承的剩余游隙分別達到：球面滾子軸承：0.62-0.65mm左右；園柱滾子軸承：0.40-0.47mm左右。

??? 若各軸承外徑與磨輥體軸孔的內徑盈量或軸的外徑與各軸承內環的孔徑公差帶增大，將導致軸承的剩余游隙減小而影響磨輥的正常工作。

??? 2、磨輥襯板的組裝：

??? 5000t/d原料立式磨機的磨輥襯板材質（Ni-hardⅣ）和幾何形狀均很特殊，見下圖（四）所示。

??? 每組磨輥的12件襯板是圍繞磨輥休φ2500-0.30外園周向組裝而形成一個鼓型研磨體。要求每件襯板φ2500+0.30內園弧面與磨輥體φ2500-0.30外園面貼合接觸，而且各襯板30°±10′兩側80×50×1長方形臍子面彼此接觸，累計間隙不得大于0.05mm。這對于每組磨輥襯板的組裝工作是一個很大的技術難點，其原因在于磨輥體的外園直徑為φ2500-0.30，而與之相關的各件磨輥襯板內園弧面直徑及其兩側角度為φ2500+0.30，30°±10′（見圖四所示），如果按磨輥體公稱直徑φ2500計算它的周長（暫不考慮公差），則其周長為：L=лD7853.98mm。即使各件磨輥襯板的內園弧直徑以及兩側角度均已達到圖樣要求的尺寸（或角度）公差范圍之內，將出現下表所列出的幾種結果：

??? 由上表可見，當磨輥體外園直徑達到φ2500mm，各磨輥襯板內園弧直徑達到φ2499.85mm（即φ2500-0.15mm）且兩側角度達到300時，磨輥襯板與磨輥體相對誤差較小。但在實際制造中三件磨輥件的外園直徑、三組36件（每組12件）磨輥襯板的內園弧直徑必須允許在各自的公差帶內變化，否則是很難實現的。為此，工藝規定出磨輥體外園直徑有其公差為：φ2500-0.10；磨輥襯板內園弧直徑有其公差為：φ2500+0.10、兩側角度為300。（即每件襯板的園弧長度為：654.52mm;弦長為：647.07mm）

??? 為嚴格保證每組12件磨輥襯板的制造和裝配精度，當每組11件磨輥襯板組裝后須根據前11件磨輥襯板的積累尺寸配制第12件磨輥襯板的實際尺寸，因此就形成一個裝配尺寸鏈。

??? 根據上述計算及每組中的第12件磨輥襯板實際裝配尺寸并須滿足設計對每組磨輥襯板周向累計誤差≤0.05mm的要求，工藝規定作為封閉環的第12件襯板的弧長及其公差為：654+0.19mm。但由于各件襯板的弧長實際不便于測量，因此我們將其相應地轉換成弦長，即：647+0.12mm（及647+0.09mm）。在實際裝配過程中我們應用1000mm讀數精度為0.02的游標卡尺并配置專用專用的測量尺爪（兩件測量尺爪的測量面的工作角度均為15°±0.5′）精確地控制每一件的磨輥襯板的弦長尺寸和兩側角度，以此保證三組磨輥襯板徑向間隙≤0.10mm；周向累計間隙≤0.05mm設計要求的裝配精度，充分滿足了磨輥組使用性能的要求。

??? 3、磨輥支架的組裝：

??? 5000t/d原料立式磨的磨輥支架與磨輥軸采用的是無鍵結的結構形成。在磨輥支架與磨輥軸之間由一件外園內錐的襯套過渡聯結。見圖（五）所示。

??? 由于這種無鍵聯接的結構與采用鍵聯接相比較裝配難度相應要大得多，也復雜得多。因為采用鍵聯接的結構裝配時只要配研好鍵然后根據相關件的過盈量進行一次壓裝或熱裝即可。但本磨輥支架與磨輥軸裝配時須進行兩次熱裝，即首先需要將襯套采取溫差法予裝配到軸上，然后根據襯套外園膨脹后的實際直徑確定壓入力或熱裝的溫度。

??? 本文所闡述的是采用熱裝法裝配磨輥支架。

??? （1）襯套外徑擴大量得計算：

??? （2）配合面的平均直徑：dm=(dmax+dmin)/2 （4）
式中：dmax-圓錐孔的大端直徑 mm
dmin-圓錐孔的小端直徑 mm

??? 由圖（五）可見dmax=611mm，dmin=dmax-KL=509mm磨輥軸相對襯套的過盈量δ由襯套軸向的壓入量S保證，則S=δ+Δ+8RZ（5）公式中：δ-磨輥軸相對襯套的過盈量 mmΔ-襯套外徑與磨輥支架軸孔的裝配間隙 mmRZ-配合面不平度平均高度的平均值 mm又 Smax= des-Dei（6）Smin= dei-Des（7）公式中：Smax-襯套的最大軸向壓入量 mm
Smin-襯套的最小軸向壓入量 mm
des-軸的最大極限直徑 mm
dei-軸的最小極限直徑 mm
Des-襯套錐孔的最大極限直徑 mm
Dei-襯套錐孔的最小極限直徑 mm

??? （2）磨輥支架加熱?溫度的計算：

??? 5000t/d原料立式磨機的磨輥支架是一種幾何形狀復雜的大型零件，其材質為HT250。見圖（六）所示。前面我們計算出磨輥襯套的外徑已擴大至φ640.71mm，之間的最大盈量為：Ymax=Dei-des=640-640.71=-0.71mm

??? 由公式?

??? 公式是：tn件的加熱溫度 ℃eat件的熱膨脹量mm（等于過盈量時所需的最小間隙Δ2之和）a—包容件的線膨脹系數 1/℃df結合直徑mmt—環境溫度℃由《重型機械標準》表D1選取Δ2=0.65mm
則：

??? 由于磨輥支架的幾何形狀比較復雜，其上的Φ640H7內孔周圍的壁厚不同，因此同一加熱溫度內孔的各向熱膨脹量將有所不同，為獲得較為理想的熱膨脹效果滿足熱裝工序的需要，我們在熱裝磨輥支架之前將磨輥支架放入臺車式加熱爐中經過預熱、保溫和勻速升溫加熱至220℃時（時圖（七）所示），取出測量其內孔均勻膨脹至Φ641.12，將磨輥支架熱裝到磨輥襯套上，之后勻稱的緊固磨輥支架壓蓋上的12件M48螺栓，使襯套沿著磨輥軸軸向移動35.2mm后經自然冷卻至環境溫度，完成磨輥部的裝配。

??? 四、結論

??? 在5000t/d原料立式磨磨輥部的裝配中由于我們把握了雙列園柱滾子軸承和雙列球面滾子軸承、磨輥襯板、磨輥密封、磨輥支架等關鍵的裝配環節，采取了科學、切實可行的裝配方法，充分的保證了磨輥的裝配精度達到設計要求和使用性能的要求。經過到用戶考察5000t/d原料立式磨機的使用運轉結果表明：5000t/d原料立式磨工作運轉良好，與同時并行運轉的丹麥的史密斯原料立式磨以及德國的伯利丘斯原料立式磨（均為同等規格）相比，無論是設計的性能、生產能力（產量）和電耗比均達到當代選進的技術水平。

??? 參考文獻：

??? 《機械零件設計手冊》冶金工業出版社

??? 《重型機械標準》中國標準出版社

??? 《機械制造工藝學》陜西科學技術的出版社

??? 作者：黃振東 魏國平 王吉業

??? 來源：沈陽重型機械集團有限責任公司