煤炭振动筛分设备用振动器轴承的设计

2011-10-20同煤集团铁锋煤业公司

河南科技 2011年10期

同煤集团铁锋煤业公司范斌

煤炭振动筛分设备用振动器轴承的设计

同煤集团铁锋煤业公司范斌

在煤炭行业，大量使用各种振动筛分设备对煤炭进行各种工艺操作。实际生产中，振动设备的损坏60%以上是由于振动器轴承的损坏造成的，因此，振动器轴承系统结构性能的合理与否对整个振动筛的性能有非常大影响。本文，笔者对振动器轴承系统进行详细的设计计算。

一、振动器轴承装置的设计

振动器典型结构如图1所示，由图可看出，振动器由偏重块、轴承装置、轴承室密封，润滑等部分组成，其关键部件为轴承系统，轴承系统的设计包括轴承的选择计算，轴承的配合，密封润滑的设计等，下面进行详细的介绍。

1.振动器轴承的选择计算。振动筛分设备在工作过程中，轴承在循环负荷下工作，且负荷一般较大，因此一般选择调心滚子轴承。振动筛分设备工作时，设备本身就产生非常大的噪音和振动，对轴承的工作精度要求不高，允许产生一定的工作噪音，因此一般选用普通精度等级G级精度的轴承。由于振动筛振动器工作时轴承承受较大的冲击力，同时轴承内外配合也较紧，工作精度要求不高，因此可以选择较大的游隙，如第3组辅助游隙的轴承。轴承大小的选择一般按额定动负荷来选择，由于振动器在工作过程中基本没有轴向力作用，因此将激振力按当量径向负荷计算即可，基本额定动负荷按下式进行计算：

式中，C为基本额定动负荷计算值；fh为寿命系数，振动器所用轴承使用寿命推荐值一般不低于20000h，取fh=3.0，具体值可根据振动设备的工作性质（连续，间断）及对振动器工作的可靠性来定；P为当量负荷，即单个轴承所受激振力；fn为速度系数，振动器的转速一般为730～1000r/min，fn=0.395～0.320；fd为冲击负荷系数，由于惯性振动设备具有一定的冲击力，因此取fd=1.2～1.8；fm为力矩负荷系数，一般取fm=1.5；ft为温度系数，由于振动器工作过程中轴承的温升一般低于120°C，ft=1；Cr为轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定负荷。

根据上述公式计算出C后，按C＜Cr查出轴承参数性能表中所列轴承大小即可。

2.振动器轴承的配合及轴向定位。振动器工作过程中，驱动电机带动偏重块旋转，沿圆周方向运动，因此轴承外圈所受负荷为旋转负荷。在该旋转负荷的作用下，轴承在轴承室内有进行旋转的力的作用，如配合不合适，将引起轴承外圈在工作过程中的转动，使轴承发热损坏，因此轴承外圈一般选用较紧的配合，如N7级配合。

在偏重块旋转过程中，轴承内圈相对于偏心力方向不变，另外也不允许轴承在工作过程中在轴上滑动，因此其配合一般选用具有一定间隙的h6级配合。

3.振动器轴承的密封及润滑。由于惯性振动筛用振动器偏重块转速较低，一般不超过1200r/min，绝大部分在730～1000r/min之间，因此选用干油润滑即可满足轴承极限转速的要求。对于个别转速较高，负荷较大的振动器，可选用稀油润滑。

选用脂润滑时，一般选用2号或3号锂基润滑脂，该类润滑脂具有良好的机械安定性，抗水性，防锈性及极压抗磨性，适用温度范围-20°C～100°C。

对于脂润滑，轴承室端盖与轴承室之间有缝隙，一般采用薄片弹性材料进行密封，回转轴与轴承盖之间一般采用毡圈、唇形或间隙（迷宫式）密封。间隙密封由于转动轴与轴承盖之间没有直接接触，密封部分不产生附加摩擦阻矩和附加热量，因此是较为理想的密封方式，但其结构复杂，加工困难，同时外形尺寸也较大。

毡圈或唇形密封结构简单紧凑，制造容易，同时也具有一定的密封性，但使用过程中由于轴和密封圈之间有摩擦，因此会产生一定的附加热量，特别是唇形密封圈，和轴之间的摩擦力较大，产生的热量更大，在没有适当润滑的情况下，很容易损坏。

为了进一步提高密封的可靠性，实践中采用了非接触式密封和接触式密封相结合的组合密封方式。非接触式密封采用迷宫密封，迷宫的间隙中加入适量的润滑脂，既可有效地防止外部灰尘的侵入，也可保证毡圈的自润滑，使用效果良好。