一種新型的回轉(zhuǎn)支承在大型堆取料機(jī)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）

?

一種新型的回轉(zhuǎn)支承在大型堆取料機(jī)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(jī)上應(yīng)用存在的問題，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)用過程中的注意點(diǎn)。

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(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)，工作級別較高，回轉(zhuǎn)支承作為回轉(zhuǎn)機(jī)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(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(jìn)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(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，上述兩種方式傳動方式在應(yīng)用過程中所存在的問題進(jìn)一步凸顯，新型的回轉(zhuǎn)支承方式的應(yīng)用已非常迫切。

圖1

圖2

圖3

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(diǎn)，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(jī)構(gòu)驅(qū)動小齒輪，通過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(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(yùn)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(shí)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(fù)責(zé)，對于主機(jī)商來說只需要負(fù)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(hù)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(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，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(shí)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(shí)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(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)；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(hù)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。

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(diǎn)，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(diǎn)，在處理鐵礦石的大型堆取料機(jī)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(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(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，對于大型堆取料機(jī)來說，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，整體結(jié)構(gòu)型式相對復(fù)雜一些，由于上方皮帶機(jī)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(jì)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(jì)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(hù)成本。

結(jié)語

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(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)目的時候具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]朱孝錄.齒輪傳動設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]徐立民，陳卓編.回轉(zhuǎn)支承[M].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，1988.

[3]邵明亮.斗輪堆取料機(jī)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

中圖分類號：TH16

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A