葛小波(寧波港北侖礦石碼頭分公司,浙江 寧波 315800)
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一種新型的回轉(zhuǎn)支承在大型堆取料機上的應(yīng)用
葛小波
(寧波港北侖礦石碼頭分公司,浙江寧波315800)
摘要:本文通過分析兩種傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)支承在堆取料機上應(yīng)用存在的問題,推薦適用于大型堆取料機的一種新型回轉(zhuǎn)支承,并提出應(yīng)用過程中的注意點。
關(guān)鍵詞:回轉(zhuǎn)軸承;銷齒傳動;圓周力;球柱聯(lián)合;大型堆取料機
回轉(zhuǎn)機構(gòu)作為堆取料機的工作機構(gòu),工作級別較高,回轉(zhuǎn)支承作為回轉(zhuǎn)機構(gòu)其中的一個部件,也是至關(guān)重要的。對于國內(nèi)的堆取料機設(shè)備回轉(zhuǎn)支承型式,人們普遍存在一種習(xí)慣性思維,一方面受德國技術(shù)的影響,習(xí)慣于將回轉(zhuǎn)軸承和大齒圈合二為一,通過齒輪嚙合,進行回轉(zhuǎn)過程中的扭矩傳遞;另外一方面受日本技術(shù)的影響,習(xí)慣于采用將回轉(zhuǎn)臺車作為回轉(zhuǎn)支承,通過銷齒傳動進行扭矩傳遞,兩者各有優(yōu)缺點,具體選型更多是根據(jù)用戶的喜好。隨著鐵礦石貿(mào)易的快速發(fā)展,船舶的大型化導(dǎo)致了設(shè)備的大型化發(fā)展,上述兩種方式傳動方式在應(yīng)用過程中所存在的問題進一步凸顯,新型的回轉(zhuǎn)支承方式的應(yīng)用已非常迫切。
圖1
圖2
圖3
傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)支承有兩種,分別是回轉(zhuǎn)臺車+銷齒傳動、回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動,這兩種型式各有優(yōu)缺點,其性能情況分別如圖1所示。
2.1 回轉(zhuǎn)臺車+銷齒傳動
回轉(zhuǎn)臺車+銷齒傳動的回轉(zhuǎn)支承主要是通過四組臺車,將回轉(zhuǎn)平臺以及上部所有部件支承于布置在門座架上的軌道上,由回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動小齒輪,通過布置在門座架上的銷輪進行扭矩傳遞,實現(xiàn)回轉(zhuǎn)動作,另采用水平輪輔助,以防止臺車跑偏,其結(jié)構(gòu)型式如圖2所示。
這種支承方式具有載荷傳遞明確,構(gòu)造原理簡單,故障容易分析,對于維護人員要求不高,維護成本較低等優(yōu)點,適合應(yīng)用于處理煤炭等具有潤滑作用的物料的工況。不足之處在于回轉(zhuǎn)軌道制作難度大,臺車、軌道、水平輪、水平輪軌道等回轉(zhuǎn)中心不易一致,對加工精度要求高,另外不適合應(yīng)用于礦石等工況,礦粉會增大車輪和軌道之間的摩擦系數(shù),加大運行阻力。
2.2 回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動
回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動的支承方式主要是通過可相對轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)、外圈將回轉(zhuǎn)平臺以及上部所有部件支承于門座架上,同時將大齒圈與回轉(zhuǎn)軸承合二為一,通過回轉(zhuǎn)小齒輪與大齒圈的齒輪嚙合傳遞扭矩,實現(xiàn)回轉(zhuǎn)動作,其結(jié)構(gòu)型式如下:
回轉(zhuǎn)軸承和齒圈作為外購件,所有加工工作均由產(chǎn)品供應(yīng)商負責(zé),對于主機商來說只需要負責(zé)兩個軸承接觸面的加工,加工工作大幅度減少,日常維護工作主要是軸承的潤滑以及連接螺栓的防松檢查。這種支承型式具有整體結(jié)構(gòu)型式簡潔,干凈,日常維護工作量少等優(yōu)點。不足之處在于,這種支承方式前期投入成本相對較高,后期一旦有故障,設(shè)備的維護成本也很高,隨著設(shè)備的大型化,標(biāo)準(zhǔn)的大齒圈圓周力已不能滿足設(shè)備的選型需要,需要特制,這會增加前期的投入成本,隨著設(shè)備的大型化,該缺點已日趨明顯。
新型回轉(zhuǎn)支承方式是上述兩種傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)支承方式的結(jié)合體,采用回轉(zhuǎn)軸承+銷齒傳動,通過可相對轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)、外圈將回轉(zhuǎn)平臺以及上部所有部件支承于門座架上,通過布置在門座架的回轉(zhuǎn)銷輪與回轉(zhuǎn)小齒輪嚙合,傳遞扭矩,實現(xiàn)回轉(zhuǎn)動作,具體結(jié)構(gòu)型式如圖3所示。
新型回轉(zhuǎn)支承方式采用了回轉(zhuǎn)軸承,實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)平臺和門座架的相對轉(zhuǎn)動,具有整體結(jié)構(gòu)型式簡潔,日常維護工作量少等優(yōu)點;采用了銷齒傳動,通過調(diào)整銷軸的直徑和高度有效地解決了標(biāo)準(zhǔn)齒圈圓周力不夠的問題,更為重要的是整體的投入成本較回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動方式降低了,后續(xù)維護成本較回轉(zhuǎn)臺車+銷齒傳動方式降低,一旦軸承出現(xiàn)故障,其維修成本也較回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動方式大大降低。
新型回轉(zhuǎn)支承方式克服了回轉(zhuǎn)臺車+銷齒傳動方式不適合應(yīng)用于處理物料為礦石的場合、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大,要求精度高等缺點,同時也克服了回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動方式前期投入成本高,標(biāo)準(zhǔn)齒圈圓周力不夠等缺點,在處理鐵礦石的大型堆取料機上應(yīng)用,將凸顯其價值,在應(yīng)用過程中需要注意以下幾個方面:
圖4
4.1 回轉(zhuǎn)軸承的類型選擇
在堆取料機上應(yīng)用比較廣泛的回轉(zhuǎn)軸承的類型主要是三排滾柱式與球柱聯(lián)合式,三排滾柱承載能力強,受到更多用戶青睞,但是對堆取料機基礎(chǔ)要求高,不能很好適應(yīng)基礎(chǔ)的不均勻沉降,另外對于堆取料機上部結(jié)構(gòu)重心變化范圍大也不能很好適應(yīng);相比三排滾柱式,球柱聯(lián)合式回轉(zhuǎn)軸承能更好的適應(yīng)軌道基礎(chǔ)不均勻沉降,在相同成本的情況下通過適當(dāng)加大回轉(zhuǎn)軸承的直徑,增加滾動體的數(shù)量可以提高回轉(zhuǎn)軸承的承載能力,回轉(zhuǎn)軸承的直徑加大,可以更好適應(yīng)堆取料機上部結(jié)構(gòu)重心變化范圍大的特點,兩種結(jié)構(gòu)型式分別如圖4所示:
回轉(zhuǎn)軸承的類型選擇需要根據(jù)設(shè)備的運行工況、承載能力、成本等方面綜合考慮,對于大型堆取料機來說,建議采用球柱聯(lián)合型式,更好地適應(yīng)堆取料機的設(shè)計和運行工況。
4.2 避免物料堆積
采用了銷齒傳動,整體結(jié)構(gòu)型式相對復(fù)雜一些,由于上方皮帶機作業(yè)過程中可能灑料,通過回轉(zhuǎn)平臺落至門座架上,設(shè)計銷輪時需要充分考慮該工況,保證足夠的間隙,便于及時清理或沖洗,避免由于不便清理導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)受到不正常的腐蝕。
4.3 銷軸的固定方式
銷齒傳動的采用,有效地解決了回轉(zhuǎn)大齒圈圓周力不夠的問題,但是回轉(zhuǎn)小齒輪和銷輪嚙合的過程中會導(dǎo)致銷輪上的銷軸圓周方向上出現(xiàn)不均勻的磨損,為提高銷軸的使用壽命,設(shè)計時可以考慮將銷軸的固定面做成正三角形,一面出現(xiàn)磨損的時候,可以通過旋轉(zhuǎn)銷軸120°繼續(xù)使用,延長銷軸的使用壽命,降低維護成本。
本文通過對兩種傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)支承的性能分析,并結(jié)合大型堆取料機的設(shè)計和運行工況,給出采用新型回轉(zhuǎn)支承方式的建議,對設(shè)計工程師和設(shè)備管理人員在參與大型堆取料機項目的時候具有指導(dǎo)意義。
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