一、概述
磨辊组是我厂最新开发研制的迄今国内最大规格的5000t/d原料立式磨机中的至关重要的研磨部件之一，即本磨机的核心部分。它在磨机内由三个鼓型的磨辊互成120O等角均布在研磨辊道上。见下图（一）及图（一）的放大图（二）所示。
由于5000t/d水泥原料立式磨结构新颖、性能先进，在我厂磨机类产品的生产史上也是前所未有的，因此无论是它的零部件的加工或它的装配方面都具有其独特的工艺特征。本文主要阐述的内容是如何提高新型原料立式磨机中的大型磨辊的装配精度，以些保证整机的先进工作性能。
二、磨辊的功能与结构：
主要承担研磨的三个磨辊安装在压力框架的下部，由推力构件和铰链联接件组成磨辊组件，张紧装置的三支张紧杆产生的拉紧力通过压力框架传递到三个磨辊上再传递到磨辊与磨盘之间的料层中，由主电机通过减速器带动的旋转运动使磨盘转动，而磨辊则在磨盘的摩擦作用下围绕磨辊轴进行自转，也可以随着压力框架的上下波动而摆动，物料在磨辊的碾压作用被反复研磨直至达到所需的粒度。
5000t/d水泥原料立式磨磨辊主要由磨辊轴、辊体双列球面滚子轴承、双列园柱滚子轴承、磨辊支架、耐磨衬套、内外定距环、轴承压盖、磨辊衬板、衬套等组成。见图（三）所示。
三、磨辊的组装：
磨辊部分的组装关键在于保证以下方面的装配精度要求：
1、双列球面滚子轴承和双列柱滚子轴承工作游隙的保证：
由于本磨机工作时研磨腔内流通热风，在商达100℃以上的热态下工作的磨辊内的轴承必须保待适当的自由游隙。根据设计要求常温状态下的磨辊体内的两种φ600×φ980×375的大型双列球面滚子轴承及双列园柱滚子轴承的自由游隙分别为0.60-0.76mm和0.38-0.50mm，据此要求，实际组装轴承时通过控制磨辊体内的φ980P7轴承孔的直径与两种轴承外环直径的公差带（Ymax=-0.204mm，Ymax=0.004mm）和控制轴φ600js直径与两种轴承内环孔径的公差带（Ymax=-0.07mm，Ymax=0.02mm）组装后经用塞尺检测两种轴承的剩余游隙分别达到：球面滚子轴承：0.62-0.65mm左右；园柱滚子轴承：0.40-0.47mm左右。
若各轴承外径与磨辊体轴孔的内径盈量或轴的外径与各轴承内环的孔径公差带增大，将导致轴承的剩余游隙减小而影响磨辊的正常工作。
2、磨辊衬板的组装：
5000t/d原料立式磨机的磨辊衬板材质（Ni-hardⅣ）和几何形状均很特殊，见下图（四）所示。
每组磨辊的12件衬板是围绕磨辊休φ2500-0.30外园周向组装而形成一个鼓型研磨体。要求每件衬板φ2500+0.30内园弧面与磨辊体φ2500-0.30外园面贴合接触，而且各衬板30°±10′两侧80×50×1长方形脐子面彼此接触，累计间隙不得大于0.05mm。这对于每组磨辊衬板的组装工作是一个很大的技术难点，其原因在于磨辊体的外园直径为φ2500-0.30，而与之相关的各件磨辊衬板内园弧面直径及其两侧角度为φ2500+0.30，30°±10′（见图四所示），如果按磨辊体公称直径φ2500计算它的周长（暂不考虑公差），则其周长为：L=лD7853.98mm。即使各件磨辊衬板的内园弧直径以及两侧角度均已达到图样要求的尺寸（或角度）公差范围之内，将出现下表所列出的几种结果：
由上表可见，当磨辊体外园直径达到φ2500mm，各磨辊衬板内园弧直径达到φ2499.85mm（即φ2500-0.15mm）且两侧角度达到300时，磨辊衬板与磨辊体相对误差较小。但在实际制造中三件磨辊件的外园直径、三组36件（每组12件）磨辊衬板的内园弧直径必须允许在各自的公差带内变化，否则是很难实现的。为此，工艺规定出磨辊体外园直径有其公差为：φ2500-0.10；磨辊衬板内园弧直径有其公差为：φ2500+0.10、两侧角度为300。（即每件衬板的园弧长度为：654.52mm;弦长为：647.07mm）
为严格保证每组12件磨辊衬板的制造和装配精度，当每组11件磨辊衬板组装后须根据前11件磨辊衬板的积累尺寸配制第12件磨辊衬板的实际尺寸，因此就形成一个装配尺寸链。
根据上述计算及每组中的第12件磨辊衬板实际装配尺寸并须满足设计对每组磨辊衬板周向累计误差≤0.05mm的要求，工艺规定作为封闭环的第12件衬板的弧长及其公差为：654+0.19mm。但由于各件衬板的弧长实际不便于测量，因此我们将其相应地转换成弦长，即：647+0.12mm（及647+0.09mm）。在实际装配过程中我们应用1000mm读数精度为0.02的游标卡尺并配置专用专用的测量尺爪（两件测量尺爪的测量面的工作角度均为15°±0.5′）精确地控制每一件的磨辊衬板的弦长尺寸和两侧角度，以此保证三组磨辊衬板径向间隙≤0.10mm；周向累计间隙≤0.05mm设计要求的装配精度，充分满足了磨辊组使用性能的要求。
3、磨辊支架的组装：
5000t/d原料立式磨的磨辊支架与磨辊轴采用的是无键结的结构形成。在磨辊支架与磨辊轴之间由一件外园内锥的衬套过渡联结。见图（五）所示。
由于这种无键联接的结构与采用键联接相比较装配难度相应要大得多，也复杂得多。因为采用键联接的结构装配时只要配研好键然后根据相关件的过盈量进行一次压装或热装即可。但本磨辊支架与磨辊轴装配时须进行两次热装，即首先需要将衬套采取温差法予装配到轴上，然后根据衬套外园膨胀后的实际直径确定压入力或热装的温度。
本文所阐述的是采用热装法装配磨辊支架。
（1）衬套外径扩大量得计算：
（2）配合面的平均直径：dm=(dmax+dmin)/2 （4）
式中：dmax-圆锥孔的大端直径 mm
dmin-圆锥孔的小端直径 mm
由图（五）可见dmax=611mm，dmin=dmax-KL=509mm磨辊轴相对衬套的过盈量δ由衬套轴向的压入量S保证，则S=δ+Δ+8RZ（5）公式中：δ-磨辊轴相对衬套的过盈量 mmΔ-衬套外径与磨辊支架轴孔的装配间隙 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-衬套的最大轴向压入量 mm
Smin-衬套的最小轴向压入量 mm
des-轴的最大极限直径 mm
dei-轴的最小极限直径 mm
Des-衬套锥孔的最大极限直径 mm
Dei-衬套锥孔的最小极限直径 mm
（2）磨辊支架加热?温度的计算：
5000t/d原料立式磨机的磨辊支架是一种几何形状复杂的大型零件，其材质为HT250。见图（六）所示。前面我们计算出磨辊衬套的外径已扩大至φ640.71mm，之间的最大盈量为：Ymax=Dei-des=640-640.71=-0.71mm
由公式
公式是：tn件的加热温度 ℃eat件的热膨胀量mm（等于过盈量时所需的最小间隙Δ2之和）a—包容件的线膨胀系数 1/℃df结合直径mmt—环境温度℃由《重型机械标准》表D1选取Δ2=0.65mm
则：
由于磨辊支架的几何形状比较复杂，其上的Φ640H7内孔周围的壁厚不同，因此同一加热温度内孔的各向热膨胀量将有所不同，为获得较为理想的热膨胀效果满足热装工序的需要，我们在热装磨辊支架之前将磨辊支架放入台车式加热炉中经过预热、保温和匀速升温加热至220℃时（时图（七）所示），取出测量其内孔均匀膨胀至Φ641.12，将磨辊支架热装到磨辊衬套上，之后匀称的紧固磨辊支架压盖上的12件M48螺栓，使衬套沿着磨辊轴轴向移动35.2mm后经自然冷却至环境温度，完成磨辊部的装配。
四、结论
在5000t/d原料立式磨磨辊部的装配中由于我们把握了双列园柱滚子轴承和双列球面滚子轴承、磨辊衬板、磨辊密封、磨辊支架等关键的装配环节，采取了科学、切实可行的装配方法，充分的保证了磨辊的装配精度达到设计要求和使用性能的要求。经过到用户考察5000t/d原料立式磨机的使用运转结果表明：5000t/d原料立式磨工作运转良好，与同时并行运转的丹麦的史密斯原料立式磨以及德国的伯利丘斯原料立式磨（均为同等规格）相比，无论是设计的性能、生产能力（产量）和电耗比均达到当代选进的技术水平。
参考文献：
《机械零件设计手册》冶金工业出版社
《重型机械标准》中国标准出版社
《机械制造工艺学》陕西科学技术的出版社
作者：黄振东 魏国平 王吉业
来源：沈阳重型机械集团有限责任公司
