一種新型的回轉(zhuǎn)支承在大型堆取料機(jī)上的應(yīng)用
2019-01-18 葛小波
（寧波港北侖礦石碼頭分公司）
摘 要：本文通過(guò)分析兩種傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)支承在堆取料機(jī)上應(yīng)用存在的問(wèn)題，推薦適用于大型堆取料機(jī)的一種新型回轉(zhuǎn)支承，并提出應(yīng)用過(guò)程中的注意點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)軸承；銷齒傳動(dòng)；圓周力；球柱聯(lián)合；大型堆取料機(jī)
1 概述
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)作為堆取料機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，工作級(jí)別較高，回轉(zhuǎn)支承作為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)其中的一個(gè)部件，也是至關(guān)重要的。對(duì)于國(guó)內(nèi)的堆取料機(jī)設(shè)備回轉(zhuǎn)支承型式，人們普遍存在一種習(xí)慣性思維，一方面受的影響，習(xí)慣于將回轉(zhuǎn)軸承和大齒圈合二為一，通過(guò)齒輪嚙合，進(jìn)行回轉(zhuǎn)過(guò)程中的扭矩傳遞；另外一方面受的影響，習(xí)慣于采用將回轉(zhuǎn)臺(tái)車作為回轉(zhuǎn)支承，通過(guò)銷齒傳動(dòng)進(jìn)行扭矩傳遞，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，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(dòng)方式在應(yīng)用過(guò)程中所存在的問(wèn)題進(jìn)一步凸顯，新型的回轉(zhuǎn)支承方式的應(yīng)用已非常迫切。
2 傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)支承的性能分析
傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)支承有兩種，分別是回轉(zhuǎn)臺(tái)車+銷齒傳動(dòng)、回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動(dòng)，這兩種型式各有優(yōu)缺點(diǎn)，其性能情況分別如圖1所示。
2.1回轉(zhuǎn)臺(tái)車+銷齒傳動(dòng)
回轉(zhuǎn)臺(tái)車+銷齒傳動(dòng)的回轉(zhuǎn)支承主要是通過(guò)四組臺(tái)車，將回轉(zhuǎn)平臺(tái)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(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小齒輪，通過(guò)布置在門座架上的銷輪進(jìn)行扭矩傳遞，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)作，另采用水平輪輔助，以防止臺(tái)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(jiǎn)單，故障容易分析，對(duì)于維護(hù)人員要求不高，維護(hù)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于處理煤炭等具有潤(rùn)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(tái)車、軌道、水平輪、水平輪軌道等回轉(zhuǎn)中心不易一致，對(duì)加工精度要求高，另外不適合應(yīng)用于礦石等工況，礦粉會(huì)增大車輪和軌道之間的摩擦系數(shù)，加大運(yùn)行阻力。
2.2回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動(dòng)
回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動(dòng)的支承方式主要是通過(guò)可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)、外圈將回轉(zhuǎn)平臺(tái)以及上部所有部件支承于門座架上，同時(shí)將大齒圈與回轉(zhuǎn)軸承合二為一，通過(guò)回轉(zhuǎn)小齒輪與大齒圈的齒輪嚙合傳遞扭矩，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)型式如下：
回轉(zhuǎn)軸承和齒圈作為外購(gòu)件，所有加工工作均由產(chǎn)品供應(yīng)商負(fù)責(zé)，對(duì)于主機(jī)商來(lái)說(shuō)只需要負(fù)責(zé)兩個(gè)軸承接觸面的加工，加工工作大幅度減少，日常維護(hù)工作主要是軸承的潤(rùn)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(jiǎn)潔，干凈，日常維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)。不足之處在于，這種支承方式前期投入成本相對(duì)較高，后期一旦有故障，設(shè)備的維護(hù)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(huì)增加前期的投入成本，隨著設(shè)備的大型化，該缺點(diǎn)已日趨明顯。
3 新型回轉(zhuǎn)支承方式的性能分析
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(dòng)，通過(guò)可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)、外圈將回轉(zhuǎn)平臺(tái)以及上部所有部件支承于門座架上，通過(guò)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(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)平臺(tái)和門座架的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，具有整體結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)潔，日常維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)；采用了銷齒傳動(dòng)，通過(guò)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(wèn)題，更為重要的是整體的投入成本較回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動(dòng)方式降低了，后續(xù)維護(hù)成本較回轉(zhuǎn)臺(tái)車+銷齒傳動(dòng)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(dòng)方式大大降低。
4 新型回轉(zhuǎn)支承方式的應(yīng)用
新型回轉(zhuǎn)支承方式克服了回轉(zhuǎn)臺(tái)車+銷齒傳動(dòng)方式不適合應(yīng)用于處理物料為礦石的場(chǎng)合、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大，要求精度高等缺點(diǎn)，同時(shí)也克服了回轉(zhuǎn)軸承+齒輪傳動(dòng)方式前期投入成本高，標(biāo)準(zhǔn)齒圈圓周力不夠等缺點(diǎn)，在處理鐵礦石的大型堆取料機(jī)上應(yīng)用，將凸顯其價(jià)值，在應(yīng)用過(guò)程中需要注意以下幾個(gè)方面：
4.1回轉(zhuǎn)軸承的類型選擇
在堆取料機(jī)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(qiáng)，受到更多用戶青睞，但是對(duì)堆取料機(jī)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(duì)于堆取料機(jī)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(guò)適當(dāng)加大回轉(zhuǎn)軸承的直徑，增加滾動(dòng)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(jī)上部結(jié)構(gòu)重心變化范圍大的特點(diǎn)，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(yùn)行工況、承載能力、成本等方面綜合考慮，對(duì)于大型堆取料機(jī)來(lái)說(shuō)，建議采用球柱聯(lián)合型式，更好地適應(yīng)堆取料機(jī)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行工況。
4.2避免物料堆積
采用了銷齒傳動(dòng)，整體結(jié)構(gòu)型式相對(duì)復(fù)雜一些，由于上方皮帶機(jī)作業(yè)過(guò)程中可能灑料，通過(guò)回轉(zhuǎn)平臺(tái)落至門座架上，設(shè)計(jì)銷輪時(shí)需要充分考慮該工況，保證足夠的間隙，便于及時(shí)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(dòng)的采用，有效地解決了回轉(zhuǎn)大齒圈圓周力不夠的問(wèn)題，但是回轉(zhuǎn)小齒輪和銷輪嚙合的過(guò)程中會(huì)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(jì)時(shí)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(shí)候，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)銷軸120°繼續(xù)使用，延長(zhǎng)銷軸的使用壽命，降低維護(hù)成本。
結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)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(jī)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行工況，給出采用新型回轉(zhuǎn)支承方式的建議，對(duì)設(shè)計(jì)工程師和設(shè)備管理人員在參與大型堆取料機(jī)項(xiàng)目的時(shí)候具有指導(dǎo)意義。
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來(lái)源：《中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品》2016年02期
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