粉碎機(jī)械用推力角接觸球軸承的設(shè)計(jì)改進(jìn)

賈秋生，邊立偉

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 動能公司，黑龍江 哈爾濱150036）

1 前言

機(jī)械沖擊式粉碎設(shè)備是我國近幾年發(fā)展較快的超細(xì)粉碎設(shè)備之一。該設(shè)備是利用圍繞水平或垂直軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體（棒、錘、板等）對物料以猛烈的沖擊，使其與固定體碰撞或顆粒之間沖擊碰撞，從而使物料粉碎的一種超細(xì)粉碎設(shè)備。此類粉碎機(jī)廣泛應(yīng)用在化工、建材、礦業(yè)、農(nóng)藥、食品、醫(yī)藥和非金屬等工業(yè)中粉碎中等硬度物料。

推力角接觸球軸承（圖1）采用不可分離式設(shè)計(jì)，尼龍66加玻璃增強(qiáng)纖維保持架，裝較多的球，接觸角為大于45°。這些設(shè)計(jì)特點(diǎn)增強(qiáng)了軸承的軸向剛度，使其能適應(yīng)軸向和徑向進(jìn)給的調(diào)節(jié)。推力角接觸球軸承只能承受單方向的軸向載荷。如果單個軸承的載荷不能滿足要求，或者要求承受兩個方向的軸向載荷時，則選用軸承組。它具有較高的軸向支撐和行程精度，以及較低的摩擦力矩。該類軸承的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樾D(zhuǎn)工作臺，因載荷方向?yàn)閮蓚€方向，故同時使用兩套軸承，兩套軸承總是互為參照進(jìn)行調(diào)校。第二個軸承必須承受回轉(zhuǎn)體的重量，因此比第一個軸承具有更高的負(fù)載能力。

圖1 推力角接觸球軸承原結(jié)構(gòu)

2 工作原理及存在問題

機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)按轉(zhuǎn)子的布置方式可分為立式和臥式兩大類。立式粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子軸垂直放置，在轉(zhuǎn)子兩端各放置一套推力角接觸球軸承。機(jī)械在正常工作中，轉(zhuǎn)子上的錘頭對物料的打擊而將其粉碎，處于定子和轉(zhuǎn)子間隙處的物料被剪切和反彈到粉碎室內(nèi)與后續(xù)飛來的顆粒相撞，使粉碎過程反復(fù)進(jìn)行。該類軸承由于結(jié)構(gòu)的原因，無法添加密封裝置，因兩套軸承均是暴露在工作環(huán)境中，在粉碎顆粒的過程中，被粉碎的顆粒會進(jìn)入到軸承的內(nèi)部，因顆粒較小，極易堆積在保持架的兜孔中，造成軸承的過早失效。

同時，主機(jī)用戶在安裝該類軸承的時候，通常都是將軸承高溫加熱分離，然后保證軸承套圈溫度不變的情況下，先將軸圈和座圈分別裝入軸與軸承座中，最后，再放入鋼球，進(jìn)行合套。但是，一般安裝的工人都沒有經(jīng)過系統(tǒng)的軸承知識培訓(xùn)，導(dǎo)致在合套的時候，將鋼球錯裝或混裝的現(xiàn)象時有發(fā)生，錯裝可能減小或增大游隙，導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中由于溫升而抱死，或發(fā)生打滑現(xiàn)象；混裝造成在一套軸承中，鋼球的直徑不等，在工作中造成受力不均，個別鋼球承受載荷，而其他鋼球均處于不受載狀態(tài)，加速鋼球磨損，導(dǎo)致軸承失效損壞。如圖2。

圖2 鋼球混裝示意圖

3 解決方案

根據(jù)軸承的實(shí)際工況，軸承在工作中高載荷、低轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)，采取取消軸承的保持架并增添鋼球個數(shù)的方案，將軸承改為滿球推力角接觸球軸承，如圖3。此項(xiàng)設(shè)計(jì)更改可以在保證軸承的轉(zhuǎn)速的前提下，有效地提高軸承的載荷能力。在設(shè)計(jì)過程中，增添鋼球個數(shù)的同時，適當(dāng)考慮增加鋼球間距。這樣的設(shè)計(jì)，可以使顆粒在進(jìn)入軸承中后，由于風(fēng)壓的作用，從另一側(cè)較容易地通過軸承，不影響軸承的工作狀態(tài)；同時，適當(dāng)減小軸圈和座圈的溝曲率，增大軸承在工作中的鋼球與套圈的接觸面積，達(dá)到增大載荷的目的，延長軸承的使用壽命。

另外，為了使客戶安裝方便，將座圈原有的鎖點(diǎn)取消，使得套圈溝道與擋邊相切。這樣，客戶在安裝過程中可以減少加熱拆套的過程，當(dāng)使用簡單的工裝裝置把鋼球固定在軸圈滾道上時，只需要把軸承座圈垂直放下，即可把軸承合套，并且在合套時，不會因?yàn)殒i點(diǎn)等原因，對鋼球產(chǎn)生不必要的劃傷。并且，通過與客戶的現(xiàn)場交流，對現(xiàn)場安裝工人進(jìn)行了簡單的軸承理論講解，告知鋼球規(guī)格尺寸統(tǒng)一的必要性，并建議安裝工人在拆套安裝時，應(yīng)注意鋼球與套圈必須編號對應(yīng)，不能發(fā)生錯裝或混裝現(xiàn)象。

圖3 無保持架推力角接觸球軸承結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

更改設(shè)計(jì)后的推力角接觸球軸承，客戶在使用后給予了很高的評價(jià)，不僅在安裝過程中方便了許多，軸承的使用壽命也得到了很大的提高。有效地減少了客戶的運(yùn)用成本，因壽命提高，給客戶帶來了很高的名譽(yù)，提高了客戶的知名度。

同時，軸承的有效更改減少了加工成本，提高了在同行業(yè)中的競爭力，為進(jìn)入同類產(chǎn)品的市場打下了良好的基礎(chǔ)，更為我公司固定了一個長期、穩(wěn)定的合作伙伴。