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1、轉(zhuǎn)子混砂機轉(zhuǎn)子軸承位溫升大原因的分析及對策 轉(zhuǎn)子混砂機轉(zhuǎn)子軸承位溫升大原因的分析及對策 摘要:轉(zhuǎn)子混砂機轉(zhuǎn)子空載試車過程中,轉(zhuǎn)子上軸承位處溫升較大。軸承長期處于高溫環(huán)境下,將嚴(yán)重影響軸承使用壽命。經(jīng)過分析找出了造成溫升的兩個原因,并給出了相應(yīng)的解決方法,經(jīng)過修整使轉(zhuǎn)子混砂機轉(zhuǎn)子機構(gòu)處于良好的運行狀況。 關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)子混砂機;轉(zhuǎn)子;溫升大 中圖分類號:O522文獻標(biāo)識碼: A Analysis and Countermeasures of the temperature rise of the causes for the rotor bearing of Rotator mixer SONG R
2、ui-feng Baoding foundry machinery complete equipment factory,Baoding Hebei,071000,China Abstract:In the process of rotor no-load test,the rotor bearing temperature rise is relatively large.In high temperature, it will seriously affect the service life of bearing.After the analysis, the two cause of
3、temperature rise was foundhe solution is given here.After finishing, the rotor is running in good condition. Keywords:Rotator mixer;Rotor;High temperature rise 一、引言 轉(zhuǎn)子混砂機在1960年后開始用于鑄造生產(chǎn),是鑄造生產(chǎn)線砂處理系統(tǒng)中的核心設(shè)備之一,轉(zhuǎn)子混砂機運行的穩(wěn)定性直接關(guān)系到整條鑄造生產(chǎn)線的運行。轉(zhuǎn)子機構(gòu)在工作時根據(jù)生產(chǎn)要求有時會長時間處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài),因此對轉(zhuǎn)子機構(gòu)的機械性能和穩(wěn)定性要求較高。轉(zhuǎn)子混砂機轉(zhuǎn)子軸承位溫升較大,可造
4、成轉(zhuǎn)子軸承的使用壽命縮短、軸承抱死損壞,導(dǎo)致砂處理系統(tǒng)停止運行甚至使整條鑄造生產(chǎn)線癱瘓,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此,解決轉(zhuǎn)子混砂機轉(zhuǎn)子軸承位溫升較大的問題意義重大。 二、設(shè)備及結(jié)構(gòu)概述 轉(zhuǎn)子混砂機主要用于大、中型鑄造車間混制各種型、芯砂,亦可用于玻璃、陶瓷、耐火材料等行業(yè)混制各種粉粒狀物料。其主要由轉(zhuǎn)子機構(gòu)、上圍圈、下圍圈、卸料門、刮板機構(gòu)、支腿、傳動機構(gòu)等組成。該設(shè)備的工作原理是:低速轉(zhuǎn)動的刮板機構(gòu)在下圍圈內(nèi)推動混合砂料做徑向及切向運動,使型砂前進的同時得到混合;高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子葉片既對型砂施以沖擊力又與刮板機構(gòu)配合對型砂施以剪切力,使砂料間產(chǎn)生快速擴散和強烈的摩擦,從而到達混砂效果好、質(zhì)量高的
5、目的。 此設(shè)備中包含兩個轉(zhuǎn)子機構(gòu),分別安裝在上圍圈上部的左右兩側(cè)。轉(zhuǎn)子電機通過皮帶輪、V型帶傳動帶動轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子上、下部各有一組軸承,使轉(zhuǎn)子可以承受一定的軸向力和徑向力。由于在實際生產(chǎn)過程中,上軸承位溫升的問題表現(xiàn)比擬突出,因此在這里我們著重分析和解決上軸承位溫升大的問題。 轉(zhuǎn)子機構(gòu)上軸承位結(jié)構(gòu)見圖1放大圖所示。主要包含密封蓋、軸承蓋、密封圈軸承座、軸承、轉(zhuǎn)子軸等零部件。工作時,轉(zhuǎn)子軸、密封蓋和軸承內(nèi)圈同時高速旋轉(zhuǎn)。 三、問題的發(fā)生 根據(jù)檢驗要求及標(biāo)準(zhǔn),轉(zhuǎn)子機構(gòu)組裝完畢后,轉(zhuǎn)子電機需要接電空載試車。首先用手撥動轉(zhuǎn)子,比擬輕松,檢查周邊無干預(yù)及障礙物后接通電源??蛰d運轉(zhuǎn)約30分鐘后,經(jīng)紅外
6、測溫儀檢測,轉(zhuǎn)子上軸承位溫度已經(jīng)上升到75.6°C,遂立即切斷電源。 根據(jù)規(guī)定:“空轉(zhuǎn)4h后,滾動軸承的溫升不得超過35°C,最高溫度不應(yīng)高于70°C【1】。由以上檢測得到轉(zhuǎn)子上軸承蓋外側(cè)溫度為75.6°C。如果是軸承內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的熱量,軸承處溫度應(yīng)高于75.6°C;如果不是軸承內(nèi)部摩擦引起的溫升,內(nèi)部散熱效果應(yīng)比外部差,軸承處溫度也不應(yīng)低于此溫度。因此判斷軸承溫升及溫度均超出國家標(biāo)準(zhǔn)要求。隨即對此局部進行拆解,進一步分析溫升過大的原因。 四、原因分析 在拆卸過程中發(fā)現(xiàn)以下造成溫升的兩個主要原因: 1、拆下上迷宮蓋后,發(fā)現(xiàn)上迷宮蓋上有一段磨損而
7、且已經(jīng)發(fā)黑的痕跡;隨后拆卸軸承蓋,同樣在軸承蓋上有一圈磨損且發(fā)黑的痕跡。同時,可以看到軸承、迷宮蓋、軸承蓋內(nèi)潤滑脂已經(jīng)變黑、密封圈也已軟化。根據(jù)摩擦痕跡斷定,密封蓋與軸承蓋接觸摩擦產(chǎn)生了大量的熱能,從而導(dǎo)致此處溫升過高。 2、在拆卸軸承蓋時,注意到軸承蓋與軸承座之間安裝時沒有加調(diào)整墊,軸承蓋緊緊壓住軸承外圈。如果軸承外圈受熱必然產(chǎn)生形變,而軸承蓋限制了軸承外圈的軸向形變,因此軸承的形變趨向于徑向形變。徑向變形將會導(dǎo)致軸承外圈與軸承滾子之間的摩擦力增大,從而導(dǎo)致軸承溫度進一步升高【2】。 五、對策 針對以上兩個溫升的主要原因,按如下方法校驗并給出相應(yīng)的對策: 1、經(jīng)測量,轉(zhuǎn)子軸軸徑尺寸為 85-
8、0.05mm、密封蓋內(nèi)孔直徑尺寸為 85+0.25mm、密封蓋外圓直徑尺寸為 102-0.1mm、軸承蓋內(nèi)孔直徑尺寸為 102+0.1mm。由以上測量數(shù)據(jù)分析,直徑1與直徑2間隙為0.3mm,而直徑3與直徑4間隙為0.2mm,即轉(zhuǎn)子軸與密封蓋的間隙大于密封蓋與軸承蓋的間隙。理論上判斷,密封蓋與軸承蓋內(nèi)孔有接觸,因此出現(xiàn)上述摩擦痕跡應(yīng)該是必然現(xiàn)象。將測量尺寸與圖紙進行比照,均符合圖紙要求。隨后查閱有關(guān)迷宮密封設(shè)計資料, 0 110mm軸采用徑向迷宮液體密封時,迷宮蓋內(nèi)孔與軸的徑向間隙應(yīng)為0.4mm【3】。直徑3在此軸徑尺寸范圍之內(nèi),直徑3與直徑4間隙選定為0.4mm。隨后查看轉(zhuǎn)子機構(gòu)部件裝配圖,
9、發(fā)現(xiàn)密封圈規(guī)格為 100mm× 125mm×12mm,與之對應(yīng)的直徑3的根本尺寸應(yīng)為 100mm。遂對圖紙進行更改:將直徑3尺寸更改為 100h7、直徑4尺寸更改為 100.8H7。由于轉(zhuǎn)子機構(gòu)工作時,密封蓋與轉(zhuǎn)子軸同時旋轉(zhuǎn),即密封蓋與轉(zhuǎn)子軸不發(fā)生相對運動,因此密封蓋與轉(zhuǎn)子軸之間的配合間隙在不增加裝配難度的前提下可以適當(dāng)改小一些,將密封蓋內(nèi)孔尺寸更改為 85H7。所有涉及到的零件按更改后圖紙尺寸、公差進行修整或重新制作,將受熱軟化的密封圈進行更換,并更換潤滑脂。 2、軸承蓋安裝時,在軸承蓋與軸承座間增加適當(dāng)厚度的調(diào)整墊,以保證軸承蓋與軸承外圈之間有一定的軸向間隙。此間隙不宜
10、過大,間隙過大那么軸承軸向不能很好的被定位,造成軸承軸向竄動,從而影響到設(shè)備的穩(wěn)定;間隙過小或出現(xiàn)上述負(fù)間隙的情況,將會使軸承溫升進一步加大。經(jīng)反復(fù)測試,當(dāng)軸承蓋與軸承外圈的軸向間隙控制在0.15mm到0.2mm之間時,溫升效果較理想。此間隙值既能對軸承起到很好的定位作用,又給由軸承受熱引起的軸承外圈軸向形變留有一定余量。 六、測試效果 按上述尺寸、公差修整并按要求裝配轉(zhuǎn)子機構(gòu)后,空運轉(zhuǎn)4小時,轉(zhuǎn)子上軸承位溫度為45°C;另一側(cè)轉(zhuǎn)子上軸承位溫度為47°C。 測試結(jié)果到達國家標(biāo)準(zhǔn)要求。 此后,分別測試2臺轉(zhuǎn)子混砂機:空運轉(zhuǎn)4小時后,上軸承位溫度分別為42°C和48&
11、#176;C、39°C和47°C,溫升分別為22°C和28°C、29°C和27°C。由此可見,轉(zhuǎn)子上軸承位溫升得到了有效控制,證實上述改良對策是可行、有效的。 七、結(jié)束語 經(jīng)過上述修整和改良,取得了較好的實際效果,使轉(zhuǎn)子混砂機轉(zhuǎn)子機構(gòu)處于良好的運行狀態(tài),并確定了轉(zhuǎn)子上軸承位處各零件合理的尺寸及公差,同時也反映出生產(chǎn)、設(shè)計中存在的一些問題。 空載試車,并不能代表實際工作狀況。首先,空載試車時間為4小時,而實際生產(chǎn)可能會24小時不間斷負(fù)荷運行;其次,實際生產(chǎn)環(huán)境灰塵會較多,環(huán)境較差,密封不好,必定會影響軸承潤滑及使用壽命;再次,實際生產(chǎn)時應(yīng)注意按規(guī)定時間添加潤滑脂,以保證軸承處于良好的運行環(huán)境和密閉空間,使軸承穩(wěn)定運行并保證使用壽命。 綜上所述,只要能夠認(rèn)真對待、從根本上一一解決生產(chǎn)中發(fā)
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