
Относительное вращение между полым валом и втулкой подшипника приводит к выделению тепла за счет трения. Строго говоря, тепло образуется в результате сдвига масляной пленки между ними, что приводит к повышению температуры подшипника. Этот вклад относительно невелик по величине.
В процессе работы мельницы лишь небольшая часть общей подаваемой энергии расходуется на измельчение материала, тогда как большая часть энергии преобразуется в тепло и звуковую энергию. В результате материал поглощает значительное количество тепла, и при прохождении через полый вал или скользящее кольцо на выходе это тепло передается в втулку подшипника. Например, в цементной мельнице, оснащенной внутренней системой водяного орошения, температура выходящего материала составляет около 120 °C. Без водяного орошения, а также в случае недостаточного охлаждения клинкерного сырья, подаваемого в мельницу, температура выходящего материала может превышать 160 °C. Такой высокотемпературный материал, непрерывно проходящий через полый вал и скользящее кольцо, несет значительное количество тепла, вызывая существенное повышение температуры втулки главного подшипника, которая может достигать 70–80 °C или даже выше.
Тепло, передаваемое от материала к втулке главного подшипника, составляет наибольшую долю в повышении температуры.
Различные типы мельниц по-разному влияют на повышение температуры втулок подшипников.
В мокрой мельнице для сырья, куда подается суспензия, повышение температуры внутри мельницы незначительно, а температура втулки главного подшипника на выходе является самой низкой. В цементной мельнице температура втулки главного подшипника на выходе является самой высокой. В сушильных мельницах для сырья и угольных мельницах с воздушной промывкой горячий воздух подается вместе с сырьем. Если для сушки используются отходящие газы печи, температура газа на входе может достигать 350 °C; при использовании вспомогательной печи для нагрева воздуха температура газа на входе может достигать 450 °C. Соответственно, температура втулки главного подшипника подачи в таких мельницах выше, чем в обычных мельницах.
Между корпусами подающих/выгрузочных шнеков (коническими втулками) и полым валом предусмотрены теплоизоляционные слои, предназначенные для снижения теплопередачи от материала к полому валу и, соответственно, к втулке подшипника. В некоторых мельницах используются тонкие слои изоляции, а в других — более толстые. Для втулки главного подшипника разгрузочной части цементной мельницы желательно использовать более толстый слой изоляции, чтобы препятствовать передаче тепла.
Аналогичным образом, в подшипниках с скользящими втулками скользящее кольцо, выступающее за пределы корпуса мельницы, находится дальше от материала и, следовательно, работает при более низкой температуре. Однако в случае сварных скользящих колец, которые находятся близко к материалу и не имеют изоляционного слоя между ними и футеровкой, температура втулки подшипника является самой высокой и может достигать 85–90 °C.
Температура окружающей среды вблизи мельницы также влияет на температуру втулок подшипников. Здесь играют роль такие факторы, как время года, географическое положение и даже уровень вентиляции цеха. Например, на одном из цементных заводов угольная мельница была установлена на открытом воздухе непосредственно рядом с вращающейся печью, что привело к чрезвычайно высоким температурам окружающей среды и суровым условиям эксплуатации. В таких случаях влияние температуры окружающей среды на температуру втулки резко возрастает.
Охлаждающая вода для главных подшипников стана выполняет две функции: одна из них — это вода, циркулирующая через втулку главного подшипника, а другая — вода в охладителе станции разбавления масла главного подшипника.
Температура и расход охлаждающей воды оказывают значительное влияние на температуру втулки, особенно температура воды. Источники воды различаются — некоторые заводы используют речную или озерную воду, а другие — грунтовые воды, — поэтому температура охлаждающей воды на входе соответственно различается. На температуру воды также влияет время года. На цементном заводе, расположенном на берегу озера Тайху, вода в мелководной части озера в жаркие летние месяцы значительно нагревалась, что делало её неэффективной для охлаждения, в результате чего температура втулки повышалась. Напротив, использование грунтовых вод обеспечивало заметно лучший охлаждающий эффект.
Конечно, когда температура втулки высокая, а температуру поступающей охлаждающей воды изменить невозможно, увеличение расхода воды является эффективной мерой для снижения температуры.
Станция разбавления масла для главного подшипника выполняет две функции. Во-первых, она обеспечивает поток масла, необходимый для образования гидродинамической масляной пленки. Во-вторых, она отводит избыточное тепло и охлаждает втулку подшипника. Как правило, для образования гидродинамической масляной пленки достаточно расхода масла 6–10 л/мин, тогда как в системе FLS используется расход 16 л/мин. В Китае расход обычно составляет 25 л/мин, а в некоторых случаях даже 45 л/мин. Такой более высокий расход обусловлен дополнительным количеством масла, необходимым для отвода тепла.