黄金展位

浅谈WK-35矿用挖掘机常用轴承的装配

hengline
张鹏

  摘 要:轴承在矿用挖掘机的关键部位应用广泛,轴承的装配质量直接决定了轴承的使用寿命,从而影响挖掘机维修的频率和在矿山现场的可动率。因此研究并规范矿用挖掘机常用轴承的装配显得尤为重要。

  关键词:矿用挖掘机;双列圆锥辊子轴承;圆柱滚子轴承;调心辊子轴承;装配

  根据目前国内外露天矿山对采装设备的需求,我国自行研制成功WK-35大型矿用机械正铲式挖掘机,此型挖掘机可与载重量172~263t的矿用自卸汽车配套使用,适用于年产量1000万t级以上的大型露天矿山。该产品汇集国内生产矿用挖掘机的经验,吸收国外先进设计和工艺制造技术,采用当代交流变频调速系统和数字控制技术,产品达到当代国际先进水平。WK-35型挖掘机,采用单梁起重臂、双梁斗杆、齿轮齿条式推压方式,电气系统采用PLC控制、交流变频调速的控制方式,整机性能可靠、适应性强、生产效率高、易于维护。

  轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数(friction coefficient),并保证其回转精度(accuracy)。按滚动体的形状,轴承可分为球轴承和滚子轴承两种类型。球轴承的滚动体和套圈滚道为点接触,负荷能力低、耐冲击性差,但摩擦阻力小,极限转速高,价格低廉。滚子轴承的滚动体与套圈滚道为线接触,负荷能力高、耐冲击,但摩擦阻力大,价格也比较高。按滚动体的列数,轴承可分为单列、双列及多列轴承。按工作时能否自动调心,轴承可分为刚性轴承和调心轴承。

  轴承在矿用挖掘机中起着至关重要的作用,轴承的使用寿命直接决定了WK-35型挖掘机维修的频率和在矿山现场的可动率。为赢得客户的信任,提升产品品牌形象,研究并规范WK-35矿用挖掘机常用轴承的装配显得尤为重要。WK-35矿用挖掘机常用的轴承有双列圆锥辊子轴承、圆柱滚子轴承和调心辊子轴承等。

  一、双列圆锥辊子轴承

  1.双列圆锥辊子轴承特性:

  1)高承载能力由于其第二排滚子,双列圆锥滚子轴承适用于较大的径向和轴向载荷。圆锥滚子轴承的轴向载荷能力随着接触角α的增大而增加。接触角的大小,通常在10°和30°之间,角度的大小与计算系数e有关(→产品表):e值越大,接触角越大。

  2)双向轴向载荷圆锥滚子轴承将轴在两个方向定位,具有特定的轴向游隙或预载荷。

  3)刚度高双列圆锥滚子轴承提供刚性轴承配置。

  4)低摩擦挡边上优化的滚子设计和挡边表面光洁度可促进润滑剂膜的形成,从而降低摩擦。这也减少了摩擦产生的热量和法兰磨损。此外,轴承可以更好地保持预紧并且降低运行时的噪声水平。

  5)使用寿命长轴承的基本设计轴承和凸度滚道对数滚道形状可优化沿接触面的载荷分布,减少滚子端部的应力峰值,并降低对不对中和轴偏转的灵敏度具有常规的直线。

  6)提高运行可靠性滚子和滚道接触面的优化表面处理有利于流体动压润滑油膜的形成。

  7)滚子轮廓和尺寸的一致性集成在双列圆锥滚子轴承中的滚子制造公差和尺寸精度极为精密以至于它们几乎完全一样。这提供了最佳载荷分布,以降低噪声和振动等级,并且能够实现更精确的预紧。

  2.双列圆锥辊子轴承的应用与装配

  双列圆锥辊子轴承在WK-35矿用挖掘机上主要应用于推压一轴、推压中间轴、提升一轴和提升中间轴等处。双列圆锥滚子轴承的安装必须在清洁,干燥的环境下进行。安装双列圆锥滚子轴承之前,应该先使用汽油或者是煤油等清洗干净,等到干燥之后在进行使用。先检测好轴以及轴承外壳表面以及凸肩等端面,进行仔细的清洗,并且将毛刺除去。轴承一般使用的都是润滑膏,使用润滑膏之时,应该选用一些具有没有杂物的,抗击杂物以及防止生锈等优越性能的润滑膏。安装双列圆锥滚子轴承之时,利用一些加热或者感应器进行安装,加热的温度范围在八十度到一百度之间。最高是不可以超过一百二十度的。

  二、圆柱滚子轴承

  1.圆柱滚子轴承特性

  圆柱滚子与滚道为线接触轴承。负荷能力大,主要承受径向负荷。滚动体与套圈挡边摩擦小,适于高速旋转。根据套圈有无挡边,可以分有NU、NJ、NUP、N、NF等单列圆柱滚子轴承,及NNU、NN等双列圆柱滚子轴承。该轴承是内圈、外圈可分离的结构。内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承,其内圈和外圈可以向轴向作相对移动,所以可以作为自由端轴承使用。在内圈和外圈的某一侧有双挡边,另一侧的套圈有单个挡边的圆柱滚子轴承,可以承受一定程度的一个方向轴向负荷。一般使用钢板冲压保持架,或铜合金车制实体保持架。但也有一部分使用聚酰胺成形保持架。

  2.圆柱滚子轴承的应用和装配

  圆柱滚子轴承在WK-35矿用挖掘机上主要应用于推压一轴和提升一轴处。圆柱辊子轴承必须在干燥、清洁的环境条件下进行安装。安装前应仔细检查各部件的加工质量。所有配合连接表面必须仔细清洗并除去毛刺,铸件未加工表面必须除净型砂。安装前应先用汽油或煤油清洗干净,干燥后使用,并保证良好润滑,轴承一般采用脂润滑,也可采用油润滑。安装时,采用油浴加热或感应器加热轴承方法来安装,加热温度范围为80℃-100℃,最高不能超过120℃。安装后应进行旋转试验,首先用手旋转轴或轴承箱,若无异常,便以动力进行无负荷、低速运转,然后视运转情况逐步提高旋转速度及负荷,并检测噪音、振动及温升,发现异常,应停止运转并检查。运转试验正常后方可交付使用。

  三.调心滚子轴承

  1.调心滚子轴承特性

  调心滚子轴承有两列对称型球面滚子,外圈有一条共用的球面滚道,内圈有两条与轴承轴线倾斜一角度的滚道,具有良好的调心性能,当轴受力弯曲或安装不同心时轴承仍可正常使用,调心性随轴承尺寸系列不同而异,一般所允许的调心角度为1~2.5度,该类型轴承的负荷能力较大,除能承受径向负荷外轴承还能承受双向作用的轴向负荷,具有较好的抗冲击能力,一般来说调心滚子轴承所允许的工作转速较低。

  2.调心滚子轴承应用和装配

  调心滚子轴承在WK-35矿用挖掘机上主要应用于提升卷筒轴、回转立轴、驱动轮等处。调心滚子轴承的安装必须在清洁,干燥的环境下进行。安装双列圆锥滚子轴承之前,应该先使用汽油或者是煤油等清洗干净,等到干燥之后在进行使用。先检测好轴以及轴承外壳表面以及凸肩等端面,进行仔细的清洗,并且将毛刺除去。铸件未加工表面必须除净型砂。轴承一般采用脂润滑,也可采用油润滑。采用脂润滑时,应选用无杂质、抗氧化、防锈、极压等性能优越的润滑脂。润滑脂填充量为轴承及轴承箱容积的30%-60%,不宜过多。安装调心辊子轴承之时,利用一些加热或者感应器进行安装,加热的温度范围在八十度到一百度之间。最高是不可以超过一百二十度的。同时,应用螺母或其它适当的方法紧固轴承,以防止轴承冷却后宽度方向收缩而使套圈与轴肩之间产生间隙。调心滚子轴承安装后应进行旋转试验,首先用手旋转轴或轴承箱,若无异常,便以动力进行无负荷、低速运转,然后视运转情况逐步提高旋转速度及负荷,并检测噪音、振动及温升,发现异常,应停止运转并检查。运转试验正常后方可交付使用。提醒一定要按照安装方法进行,做到有循可依,使轴承得到长期运转。

  参考文献:

  [1]闻邦春,张义民,鄂中凯,等.机械设计手册【M】.5版.北京:机械工业出版社,2010

  [2]中国重型机械工业协会《重型机械标准》编写委员会.重型机械标准[M].2007版.昆明:云南科技出版社,2007

来源:《科学与财富》2018年27期