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螺旋输送机吊轴承寿命分析

作者:昊天环保发布时间:2019-08-12 21:35

螺旋输送机配件
    螺旋运输机是一种广泛应用于化工、食品、水泥等行业的运输设备。它主要由电机、减速器、头节、中间节、尾节及螺旋轴、悬吊轴承等组成。江苏沙钢集团炼铁车间输送物料,采用GX型螺旋输送机,规格为:螺旋自径300mm,螺旋轴有效长度12m,其结构如图1所示。在使用过程中,发现螺旋输送机的悬吊轴承磨损严重,使用寿命短,有的甚至产生裂纹、断裂,需经常停产检修更换,严重影响了生产。我们通过对其使用情况及受力状况进行分析,找出了引起裂纹产生的原因,并提出了相应的改进措施,取得了良好的效果。

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1 悬吊轴承断裂的原因分析

(1)由于螺旋运输机输送距离较长,各螺旋轴对接时同轴度小易保证,产生女装误差,在运转过程中,会产生额外的弯矩,使悬吊轴承磨损严重,螺旋轴呈波浪形旋转运动,加剧了悬吊轴承的磨损,甚至产生裂纹并断裂。

(2)润滑不良。由于工作环境恶劣,悬吊轴承在粉尘中工作,其润滑方式为润滑脂间歇性润滑,若润滑小及时或粉尘进入悬吊轴承内,易烧坏或易磨损悬吊轴承瓦。

2 应力分析

2.1 计算各支点弯矩

螺旋传动轴由6段螺旋轴组装成一体,中间加5处悬吊轴承,属于一种连续支于7个支点的六跨连续梁,将每一节螺旋轴看成一个简支梁,考虑到螺旋轴及叶片自重影响和物料的作用及其工作情况,为简便起见,螺旋轴可近似认为受分布载荷作用,q≈6800N/m,螺旋轴为空心轴φ89mmx10mm,l1=2040mm,l2=1600mm,l3=l4=l5=2500mm,l6=2545mm,图2(a)所示为其简化后的受力简图。

根据三弯矩方程.先把AB.BC.CD.DE.EF.FC6段螺旋轴看成6个简支梁,作出其载荷、弯矩图,并找出各图形心的位置,如图2(b)所示。将三弯矩方程分别应用于[A,B,C],[B,C,D],[C,D,E],[D,E,F]及[[E,F,C]等三支点,MA=0,MG=0,则有:

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式中:MA,MB,MC,MD,ME,MF,MG。一各支点弯矩,MA=MG=O。   l1,l2,l3,l4,l5,l6一各支点距离;   S1,S2,S3,S4,S5,S6一各对应简支梁弯矩图形的而积;   a1,a2,a3,a4,a5一对应简支梁弯矩图形心离左支点距离;   b1,b2,b3,b4,b5一对应简支梁弯矩图形心离右支点距离。联立解出各支点弯矩:MB=-64.6Nm,MC=-83.6Nm,MD=-60.4Nm,ME=-204.5Nm,MF=-99.5Nm。

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(负号说明方向朝下)

2.2 计算各支座反力

根据各支点弯矩,即可把连续多跨梁拆成6个有支点弯矩的简支梁,求出每一梁的支点反力,并u出其弯矩图,如图2回所示。经计算,得出各支座反力:

YA=6904.3N,YB=126003N,YC=141647N,YD=16933.1N,YE=17099.6N,YF=17150.1N,YG=8613.9N

2.3 滑动轴承强度校核

滑动轴承宽度B=60mm,轴径D=80mm,轴承材料HT20-40,[P]=2MPa,则承受压强最大值:Pmax=Fmax/BxD=17150.1/60x80=3.6MPa>[P]

由于轴对悬吊轴承压强较大,故中间几个悬吊轴承容易磨损,磨损到一定程度后,轴承强度降低,悬吊轴承容易产生裂纹、断裂。

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图3

3 改进措施

原设计中悬吊轴承采用对开式滑动轴承,其结构如图3所示。现将悬吊轴承由对开式改为整体式,由滑动摩擦方式变成滚动摩擦方式,在悬吊轴承座内女装能自动调心的双列向心球而球轴承,用来补偿螺旋轴的安装误差。轴承两端由J型无骨架橡胶油封及毛毡组介防尘,同时加强对设备的维护管理,保证轴承处在良好的润滑状态,改进后的悬吊轴承结构如图4所示。

实践证明,经过上述改进后,螺旋运输机悬吊轴承运转良好。

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