近幾年來，由于能源費用增長，礦石品位的下降，降低建設投資和生產費用是世界各國礦山工業面臨的一個嚴峻問題，采用高產大型設備是現代選礦廠建設的主要傾向，作為重要選礦設備的球磨機，其結構的大型化已成為技術發展的方向。軸承作為球磨機的關鍵部件，其工作的穩定性，直接影響球磨機能否正常運行，一旦發生故障，往往給企業帶來巨大的經濟損失。

球磨機主軸承承受筒體、磨料、礦漿等產生的靜負荷及轉動過程中磨料拋落、瀉落產生的動負荷，并伴有給料過程的沖擊負荷，其數值往往達上百噸或數百噸，處于重載、低速惡劣環境下工作，因而對其承載能力、可靠性、壽命、維護及能耗提出了很高的要求。靜壓軸承具有承載能力大，使用壽命長等優點，因此在大型球磨機上廣泛使用。靜壓軸承的供油系統的流量和油壓等參數的選取和軸承材料的選擇，對靜壓軸承的工作性能和使用壽命顯得尤為重要。紅星球磨機專家利用了現代的設計方法—有限元法對靜壓軸承進行了設計計算和分析，這對提高靜壓軸承設計水平具有重要的意義。

主要工作和成果

我們以紅星Φ2200×6500球磨機為研究對象，經過大量的研究工作以后，總結歸納了國內、外球磨機軸承的類型和應用概況，以及靜壓軸承的研究現狀；介紹了靜壓軸承的工作原理，分析了球磨機靜壓軸承的結構特點；計算了球磨機在滿載靜止和正常運轉情況下的軸承外載荷，利用了計算流體動力學有限元法對靜壓軸承進行了流體仿真分析；在靜壓軸承無潤滑油的情況下對中空軸與軸承接觸進行了仿真計算。得出了以下的結論：

1、用ANSYS中的 APDL語言編制的程序，可方便的根據軸承外載荷確定油腔壓力及所需要的流量。

2、分析了中空軸轉動時對流量及承載能力的影響，動壓的存在使承載能力有所增加，但在本文所討論的低速重載情況下，增加的承載力很小，轉動時對供油系統的高壓潤滑油的總流量影響不大，但需要一定量的低壓潤滑油在中空軸切入一側作為流量的補償，保持油膜的連續性。

3、通過計算得到了油膜的承載能力與油腔的偏位角關系曲線，承載能力隨油腔的偏位角的增大而增大，在30度時達到最大，然后隨油腔的偏位角增大而減小。

4、通過仿真計算給出了在滿足最大承載能力及最小油膜厚度情況下，半徑間隙和高壓油流量的關系曲線，結果表明半徑間隙對所需流量的影響很大。

5、對在不同潤滑油粘度情況下進行了仿真計算，得出了在滿足承載能力及最小油膜厚度要求時，不同粘度的潤滑油與供油系統所需高壓油流量的關系曲線，對于低速重載靜壓軸承應采用高粘度的潤滑油。

6、建立了基于球磨機整體結構的計算機仿真模型，并進行對中空軸與軸瓦合金、軸承襯體與鞍形座之間進行了接觸分析計算。通過計算軸瓦合金表面的最大接觸壓力小于許用值，從而驗證了該球磨機靜壓軸承的軸瓦合金材料的選擇是合理的。同時也對球磨機各部件在滿載靜止情況下剛度和強度進行了校核，結果表明都滿足要求。