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1．前言
    水煤漿專用球磨機是水煤漿生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，是保證水煤漿質(zhì)量和實現(xiàn)水煤漿生產(chǎn)大型化的必要條件。隨著以煤代油工作和潔凈煤工程的發(fā)展需要，我國的水煤漿生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大。最近幾年，我國已建成了一批不同規(guī)模和不同工藝特點的水煤漿廠，但普遍存在投資大、能耗高、效率低等缺陷。本文介紹的∮3.8m×12m水煤漿專用球磨機，該機由于首次采用滑履軸承支承和多點嚙合、單邊緣傳動的傳動形式，大大提高了單機效率和經(jīng)濟效益。∮3.8mX 12m水煤漿專用球磨機是為龍光集團南海潔能燃料有限公司水煤漿廠（簡稱南海水煤漿廠）設(shè)計研制的。南海水煤漿廠設(shè)計生產(chǎn)能力為200萬噸／年，當時我國最大規(guī)格的水煤漿磨機為∮3.0mX 12m，需8臺磨機才能滿足生產(chǎn)能力要求。而南海水煤漿廠不具備安裝8臺磨機的條件，為此，特研制了∮3.8mX 12m水煤漿專用球磨機，組成4個生產(chǎn)系列，單系列生產(chǎn)能力為50萬噸／年，有效解決了南海水煤漿廠的廠房面積問題。
2．∮3.8m×12m水煤漿專用球磨機的技術(shù)要求
    水煤漿是一種固、液兩相流體，具有復(fù)雜的流變特性并由一定的粒度組成。水煤漿專用球磨機的規(guī)格，結(jié)構(gòu)和工況必須符合水煤漿生產(chǎn)的規(guī)模、生產(chǎn)工藝特點、流變特性、產(chǎn)品的粒度及煤種特點等要求。因此，該機的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對某些不適應(yīng)水煤漿生產(chǎn)的部件結(jié)構(gòu)進行改進。磨機的工況條件需要根據(jù)水煤漿的流變特性和磨礦工藝特點進行調(diào)整。磨機規(guī)格則根據(jù)設(shè)計計算的結(jié)果套用我國球磨機的標準系列，外型結(jié)構(gòu)和傳動形式也與傳統(tǒng)球磨機的標準設(shè)計基本相同。
3．專用球磨機的組成
    磨機主要由傳動系統(tǒng)、磨機簡體、滑履軸承、給料裝置、排料裝置、支撐裝置等組成，富通新能源生產(chǎn)銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機機械設(shè)備。
    傳動系統(tǒng)分主傳動系統(tǒng)和輔助傳動系統(tǒng)。主傳動系統(tǒng)采用多點嚙合、單邊緣傳動減速機，并采用滑履軸承支承，既提高了齒輪嚙合的接觸精度，又提高了整機運行的平穩(wěn)性和承載能力。輔助傳動裝置主要用于磨機的盤車。
    磨機給料系統(tǒng)采用螺旋給料機強迫給料，水管、藥劑管、返漿管與螺旋給料機平行進入磨機給料管。螺旋給料機與磨機入料口采用軸向和徑向雙重密封，避免物料外泄。筒體由隔倉板分為粗磨倉和細磨倉。筒內(nèi)襯有橡膠襯板，并充填一定數(shù)量不同配比、不同直徑的鋼球。原料煤由螺旋給料機進給到一段倉粗磨，粗磨后的物料通過隔倉板的蓖孔進入二段倉細磨，細磨后的水煤漿通過格子板經(jīng)排料管進入卸料裝置。為防止磨機停機后磨筒變形，筒體下方設(shè)有液壓支撐裝置。
4．專用球磨機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)傳動系統(tǒng)
    球磨機的傳動系統(tǒng)分為主傳動系統(tǒng)和輔助傳動系統(tǒng)。主傳動系統(tǒng)采用多點嚙合、單邊緣傳動減速機，利用減速機的兩個輸出小齒輪直接驅(qū)動大齒圈。主傳動系統(tǒng)由主電機、主減速機和大齒圈構(gòu)成。由于多點嚙合、單邊緣傳動減速機具有較高的速比，主電機采用較高轉(zhuǎn)速的6級電機（n- 990r/min）。主減速機與磨機大齒圈的罩殼連接并密封，使大齒圈和小齒輪實現(xiàn)強制稀油潤滑，輔助傳動裝置由輔助傳動電機、輔助傳動減速機和離合器組成，主要用于磨機的盤車。主、輔傳動在控制上互相閉鎖。
    主減速機配備稀油潤滑站，以保證減速機的潤滑和冷卻。
(2)給料系統(tǒng)
    水煤漿的磨礦工藝采用高濃度濕法磨礦工藝，經(jīng)過破碎后的原料煤與水及分散劑等一起給進磨機簡體內(nèi)。傳統(tǒng)球磨機的給料方式一般采用鼓形給料器或勺斗式給料器給料，由于采用高濃度濕法磨礦，磨礦產(chǎn)生的熱量使磨筒內(nèi)產(chǎn)生大量水蒸氣，原料煤在給進途中極易粘結(jié)，使原料煤在給料頸口處堵塞，原料煤難以達到簡體內(nèi)部，造成原料煤在入料口處外泄。因此水煤漿磨機的設(shè)計采用螺旋給料1機強迫給料，水管、藥劑管、返漿管等附在螺旋給料機的螺旋管外平行進給到磨機簡體內(nèi)，使水、藥劑、原料煤等在磨機簡體內(nèi)混合，可以有效地避免原料煤在進給途中因摻水粘結(jié)而發(fā)生堵塞。
    采用螺旋給料機給料需要解決物料的泄漏問題。為此，磨機入料口處設(shè)計了軸向、徑向雙重密封裝置。該裝置為軸向和徑向可調(diào)，可以保證磨機運行中產(chǎn)生軸向移動或徑向跳動時，仍有效地起到密封作用。
(3)磨機簡體
    磨機筒體是球磨機的回轉(zhuǎn)部分，簡體依靠兩端的滑履滑環(huán)固定在滑履軸承上。筒體結(jié)構(gòu)主要由入料管、簡體、隔倉板、排料格子板、排料管等部分組成，筒內(nèi)襯有橡膠襯板，筒體由隔倉板分為粗磨倉和細磨倉。簡體兩端分別為喇叭口形給料管和排料管。排料端設(shè)排料格子板，細磨產(chǎn)品經(jīng)過格子板的蓖孔后，由揚料板提升到排料管排出。由于取消了磨筒兩端的中空軸，磨筒長度大大縮短。
(4)滑履軸承
    ∮3.8m磨機設(shè)計采用滑履軸承支承。滑履軸承主要由托瓦、球面支塊、滑履支座、托輥、托輥座、滑履罩、油路系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)等組成。托瓦能自動調(diào)心，托輥可沿磨機軸向滾動。
    圖l為滑履軸承結(jié)構(gòu)。磨機在進料端采用可移動的滑履軸承，在出料端采用單側(cè)固定式的滑履軸承。
    滑履軸承有兩個與垂直方向呈300角的托瓦支承磨機的滑環(huán)，托瓦下部設(shè)有凹凸球面體結(jié)構(gòu)，凸球體座落在凹球體的球窩內(nèi)，兩者之間呈球面接觸，以便磨機回轉(zhuǎn)時可以自動調(diào)位。進料端的兩個托瓦通過球體固定在托輥上，使簡體熱脹冷縮時，允許托瓦沿軸向位移。出料端的滑履軸承其滑環(huán)上行側(cè)的托瓦球體座固定在支座上，以保證磨筒轉(zhuǎn)動上行側(cè)的滑履軸承固定。滑履軸承設(shè)置帶高壓啟動潤滑的高低壓潤滑裝置。為防止磨機運行中托瓦溫度過高，托瓦設(shè)置冷卻水系統(tǒng)。滑環(huán)上方設(shè)置測溫裝置，用以監(jiān)測滑環(huán)的溫度。
5．專用球磨機的技術(shù)特點與應(yīng)用效果
(1)∮3.8mX12m水煤漿專用球磨機的主要技術(shù)特點
    1)采用高濃度濕法磨礦工藝，利用螺旋給料機強迫給煤。水和分散劑沿專用管路與煤同步進入磨機。
2)采用多點嚙合、單邊緣傳動減速機
    多點嚙合、單邊緣傳動減速機采用了國外的先進技術(shù)，是球磨機的新型驅(qū)動裝置。其主要特點是采用功率分流技術(shù)，利用人字齒軸的軸向浮動，使傳動載荷均勻分配到與麼機大齒圈嚙合的兩個同步驅(qū)動的小齒輪上。兩個同步驅(qū)動的小齒輪設(shè)有自動調(diào)心結(jié)構(gòu)，保證了小齒輪與大齒圈齒面間的貼合，使得在同等載荷條件下，產(chǎn)生較低的嚙合接觸應(yīng)力，使齒輪的承載能力顯著提高。由于減速機的兩個輸出小齒輪與磨機大齒圈直接嚙合，縮短了傳動鏈，并實現(xiàn)強制稀油潤滑，既保證了該傳動裝置有較高的傳動效率，降低了能耗，又使安裝和維護簡單方便，減少基建投資。
    另外，多點嚙合、單邊緣傳動減速機采用三級傳動，具有較大的速比，可以采用較高轉(zhuǎn)速的電動機，從而節(jié)約電機部分的投資。
    3)采用滑履軸承裝置
    其主要特點為：①由于取消了中空軸，磨機長度縮短，∮3.8mX 12m水煤漿專用球磨機的總體長度比相同規(guī)格(如∮3.OmX 12m)的中空軸式磨機縮短了3m左右，減少了設(shè)備的占地面積；②滑履軸承的滾圈位于磨機簡體的兩端，支承距離比中空軸式磨機短，使磨機簡體的彎曲應(yīng)力減小。
(2)應(yīng)用效果
    南海水煤漿廠一期工程安裝兩臺∮3.8mX 12m水煤漿磨機，自2005年7月投產(chǎn)以來，磨機運行正常，性能可靠，水煤漿產(chǎn)品的平均濃度66.31%，粘度1019mPa-s，平均粒度37.06um，-75um含量>80%，生產(chǎn)能力和磨礦效果達到預(yù)期設(shè)計要求。
    由于∮3.8mX12m水煤漿磨機首次采用滑履軸承支承和多點嚙合、單邊緣傳動的傳動形式，磨機運行平穩(wěn)，齒輪嚙合精度高，磨機噪聲明顯降低，有效改善了磨機周圍的工作環(huán)境。
6．結(jié)語
    采用這種技術(shù)的水煤漿專用磨機的經(jīng)濟技術(shù)指標與目前國外同類產(chǎn)品相比處于領(lǐng)先水平。該機的研制為我國水煤漿生產(chǎn)的大型化提供了性能優(yōu)越的專用設(shè)備。