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刮板输送机尾部轴承故障分析与..
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刮板输送机尾部轴承故障分析与改进
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SGZ730/320型刮板输送机的一轴轴承与轴承室的间隙是都少？
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出门在外也不愁矿用刮板减速机输入轴的轴承选型方案比较
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矿用刮板减速机输入轴的轴承选型方案比较
铁姆肯公司
内容摘要：刮板输送机是煤矿、化学矿山、金属矿山及电厂等用来输送物料的重要运输工具。本文主要是针对刮板减速机输入轴的不同轴承选型方案作了阐述，希望通过这样的对比，能够帮助更多的设计者和用户更好地选择和使用轴承，减少停机时间，提高生产效率，延长轴承的工作寿命。
铁姆肯公司车辆设备应用工程师& 林炜
　　刮板输送机是煤矿、化学矿山、金属矿山及电厂等用来输送物料的重要运输工具。从技术上说，它是一种挠性牵引的连续运输机械，具有机身低，长短调整方便，移置容易，机身坚固等特点。特别在矿用场合，由于地下采煤的环境恶劣、粉尘杂质多、维修不易，因此设备的可靠性显得尤为重要。作为动力传输部分的减速机，是否能维持正常工作状态，将直接影响到整机的工作效率。
　　本文就减速机输入轴的轴承选型方案进行对比。以下是两种方案布局，下文分析中将进行具体阐述。
轴承选型方案
圆柱滚子轴承+四点角接触球轴承
调心滚子轴承
双列圆锥滚子轴承
圆柱滚子轴承
　　一．输入轴的轴承布局
图1　输入轴的轴承布局方案1
图2　输入轴的轴承布局方案2
　　对于矿用刮板减速机的输入轴，如图1所示的轴承布局是一种常见形式。在输入轴的左端采用圆柱滚子轴承和四点角接触球轴承，作为固定端使用。一方面，四点角接触球轴承具有一定的双向轴向承载能力，能起到对轴固定和限位的作用；另一方面，圆柱滚子轴承有很好的径向承载能力。通过这两个轴承的组合，能实现固定端的复合(径向和轴向)承载能力。如图2所示的方案则采用了双列圆锥滚子轴承作为固定端，同时提高了轴向和径向的复合承载能力。而另一端，即轴的浮动端，从图1可以看出采用了调心滚子轴承，除了该类型轴承有一定的复合承载能力，轴承的自调心特点是一个重要因素。由于调心滚子轴承靠近伞齿轮的啮合点，方便了安装过程。图2的浮动端利用圆柱滚子轴承的良好浮动特性，安装也很方便。下面让我们就以上方案的特点进行进一步的对比。====分页符====
　　二．浮动端的轴承选型
　　浮动端的作用在于补偿热膨胀。由于轴和轴承座的材质及温升不一样，这会造成两者不同的轴向膨胀量，而多余的膨胀量所产生的力直接作用在轴承上。如果，轴承无法在轴承座内浮动，那么热膨胀力将可能造成轴承抱死。对于上图1这样一个应用情况，因为输入轴的转速较高，且内圈与载荷之间有相对转动，所以内圈必须采用紧配合，以防止内圈和轴之间产生蠕动；而外圈和和轴承座孔采用松配合，使轴承可以向右侧浮动。
　　然而，由于减速机的壳体是剖分式的，如果上下壳体的轴承座孔圆度控制不当，组装后就会将轴承外圈卡住，使其不能浮动。其结果就是，轴承的一列受轴向力与径向力（如图3右侧），而另一列（如图3左侧）不承受力或者承受很小的径向力。输入轴的速度对于调心轴承来说已经属于高速，对于同时承受轴向力和径向力的一侧，滚子会有比较大的偏斜，从而对保持架的架梁产生挤压和冲击，造成保持架过早损坏。此外，由于这种偏斜作用，将产生更多的滑动摩擦，这会使滚动体和滚道之间摩损加剧，发热量增多。
图3　轴承受力示意图
　　相比之下，圆柱滚子轴承会比调心滚子轴承更适合浮动端的使用(如图2右侧所示)。图4所示为NU型圆柱滚子轴承。从内部结构来看，外圈两侧挡边的作用是对滚动体的轴向定位，而内圈没有挡边，因此可在轴向力的作用下浮动。所以即使减速机壳体卡住轴承外圈，热膨胀量仍旧可以被释放。虽然圆柱滚子轴承不具有调心的作用，但因此却提高了轴的刚性，对保证伞齿轮正确啮合是有好处的。
图4　NU型圆柱滚子轴承
====分页符====　　三．固定端的轴承选型
　　反观输入轴的固定端，除了图1这样的轴承选型，也可考虑使用双列圆锥滚子轴承(如图2左侧所示)。采用这种类型轴承，有两个优点。第一、 更好的承载能力。对圆锥滚子轴承而言，其滚动体和滚道之间为线接触；而四点角接触球轴承的滚动体和滚道之间，是点接触。因此，当有力作用于前者时，力的作用分布在一条线上；而对后者来说，力是集中在一点上。这种设计上的特点，使圆锥滚子轴承比四点角接触球轴承有更好的承载能力。随着刮板输送机的发展，装机功率也越来越大，采用圆锥滚子轴承将更好地应付高载荷，同时也有利于提高轴的刚性。考虑到轴承与轴采用紧配合，双内圈圆锥滚子轴承在安装过程中会更方便，而双外圈圆锥滚子轴承对输入轴的刚性会更好。
图5　双外圈圆锥滚子轴承—内圈隔圈调节游隙
图6　双内圈圆锥滚子轴承—外圈隔圈调节游隙
　　第二、更有效地应对冲击载荷。对刮板机而言，其受力的变化以及冲击载荷的存在，对轴承的性能是个重大考验。标准的球轴承和圆柱滚子轴承均采用高碳钢作为原料，经全淬透热处理后，其硬度由表及里都达到了HRC58~64。然而，这样的质地也会比较脆，当遇到较大的冲击载荷时，容易产生裂纹，造成轴承损坏。而对于标准的圆锥滚子轴承，在市场上有一些品牌如铁姆肯公司（Timken&）的产品，以低碳钢为原材料，采用表面渗碳的热处理工艺。其轴承的特点是表面坚硬（HRC58~64）耐磨，而心部柔软（HRC30~35），能减缓所受的冲击载荷。此外，这种渗碳的热处理方式会在轴承表面产生一种压应力，能抑制裂纹的扩展，延长轴承的使用寿命。
　　四、总结
　　本文主要是针对刮板减速机输入轴的不同轴承选型方案作了阐述，希望通过这样的对比，能够帮助更多的设计者和用户更好地选择和使用轴承，减少停机时间，提高生产效率，延长轴承的工作寿命。
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SGB620/40T
刮板链速度
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每条圆环链破断拉力
边双链中心距离
减速器传动比
刮板输送机&-&部件组成&&&&&&&&&
各种类型的刮板输送机的主要结构和组成的部件基本是相同的，它由机头、中间部和机尾部等三个部分组成。
此外，还有供推移输送机用的液压千斤顶装置和紧链时用的紧链器等附属部件。机头部由机头架、电动机、液力偶合器、减速器及链轮等件组成。中部由过渡槽、中部槽、链条和刮板等件组成。机尾部是供刮板链返回的装置。重型刮板输送机的机尾与机头一样，也设有动力传动装置，从安设的位置来区分叫上机头与下机头。&
刮板输送机组成按刮板输送机溜槽的布置方式和结构，可分为并列式及重叠式两种，按链条数目及布置方式，可分为单链、双边链、双中心链和三链4种。

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