回轉支承

王鳳鳴　于晉

【摘要】介紹了回轉驅動裝置的三種結構形式及其工作原理；圓錐滾柱式支承裝置和其他兩種支承方式相比具有很好的優越性。

【關鍵詞】回轉驅動裝置 臺車式支承 回轉大軸承 圓錐滾柱式支承

【中圖分類號】U653.928.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0282-02

斗輪堆取料機是一種大型、高效率散狀物料連續運輸、裝卸的機械設備，它被廣泛用于煤炭、電廠、港口、鋼鐵、化工等行業的原料場。它由斗輪機構、懸臂皮帶機、俯仰鋼結構、俯仰驅動機構、回轉驅動裝置、門座架、走行機構、尾部進料車、司機室、電氣室等主要零部件組成。

1、回轉驅動裝置的結構形式分類

斗輪堆取料機每次完成料場作業，要求斗輪堆取料機具有能夠在料場長度方向實現前后移動，對于不同的料堆高度要求懸臂斗輪能夠實現俯仰，對于不同的料堆寬度要求斗輪懸臂具有整體回轉功能。

回轉驅動裝置中的回轉支承裝置為斗輪堆取料機中的核心部件，就其結構形式大致分為三類：1.臺車式支承（又名車輪式）、2.回轉大軸承式支承3.圓錐滾柱式支承。

2、回轉支承結構形式

2.1 臺車式支承裝置（又名車輪式）

臺車式回轉支承裝置是由4組平衡臺車組和4組水平導向輪組組成（如圖1）。平衡臺車組是由平衡梁和走行輪組成，呈圓弧型，支撐上部回轉鋼結構在圓弧軌道上作圓周運動。一個臺車裝多少個車輪，視生產能力和車輪半徑而定。此外，在平臺下均布安裝有4組水平導向輪組，輪子在門座架上的側向圓形軌道上轉動，承受水平力，起到定位作用。這種結構比較簡單，無需防水防塵，維護檢修方便，但制作成本較高。臺車式回轉裝置安裝精度要求較高，首先要保證4套臺車組的圓度，其次要保證4套臺車組的回轉中心必須嚴格同心。

2.2 大軸承式支承裝置

（2）使用壽命長：在回轉過程中，不需要嚴格的潤滑，各滾柱的軸承均采用石墨自潤滑軸承，軸承幾乎不受力，軸與軸承所受載荷僅僅是固定保持架的附加載荷。

（3）維護檢修方便，更換軌道與滾柱容易：更換滾柱時，只要將需要更換的滾柱轉到上部軌道缺口處，換下舊的裝上新的即可。因為圓形軌道采用分段組合結構設計，在更換軌道時，只需將回轉平臺頂起30mm高距離，上、下軌道便可拆卸更換。整個過程時間短，維護費用低，一般一次檢修在一天之內即可完成。而大軸承或臺車式支承需要動用大型起重設備、大噸位千斤頂，并且要進行焊接固定，對設備局部進行拆卸，而且還會遇到很多安全問題，維修周期更長。

（4）設備重心低穩定性好：與臺車式回轉支承相比，重心高度低，因為圓錐滾柱的直徑比較小。無論是正常工況還是大風天氣，這種支承的穩定性要高于臺車式。

回轉大軸承式支承裝置即大軸承，軸承分為外環和內環，外環即外齒形大齒圈，內環又分為上內環和下內環，二者與回轉平臺連接，外環大齒圈與門座架上平臺固定，中間布滿滾柱，內部也設有保持滾柱相對位置的保持架（如圖2）。

回轉大軸承在斗輪堆取料機中被廣泛采用，因大軸承內外環均采用高強度螺栓把合，能夠承受很大的傾翻力矩，還具有制造精確高、結構尺寸緊湊等優點。在堆、取能力要求高的機型中，多采用三排滾柱軸承或向心交叉滾柱大軸承。軸承要求有較高的密封條件，如迷宮式密封，確保物料等雜質不能進入。并有可靠的潤滑設備，采取定時定量潤滑，否則將降低其使用壽命。每種規格的堆取料機對軸承的規格尺寸要求不同，因此對于斗輪堆取料機的生產制造廠家需要單件采購不同規格的大軸承，因此大大增加了斗輪堆取料的制造成本。鑒于此，用戶在選用時往往以經濟性為核心加以考慮。

2.3 圓錐滾柱式支承裝置

圓錐滾柱式支承裝置結構形式為圓錐滾柱式，其結構由上軌道、下軌道、50個圓錐形滾柱體和內外滾動體保持架組成。上、下軌道是用特制壓板鑲嵌在回轉平臺下面預制溝槽內和門座架上齒圈或銷齒上，壓板用高強度螺栓把合固定。如下圖3所示：

3、圓錐滾柱式支承裝置和其他支承方式相比較

根據多年的生產與實踐，回轉圓錐滾柱支承裝置與其它形式支承裝置比較，圓錐滾柱式支承有著令人信服的優越性：

（1）側向輪結構如下圖4所示。中心軸用螺栓把合在固定架上，將可調整間隙的自潤滑偏心套裝在中心軸上，再安裝調試好側向輪，并與大齒圈內軌道相接觸。這樣圓錐滾柱的頂點與回轉中心線重合，與上下圓形軌道踏面形狀相吻合，滾柱體無滑動只滾動，減少了軌道滾柱體磨損，提高了使用壽命。

（5）大型散狀物料場地一般建在露天環境，作業環境十分惡劣，因此對回轉支承裝置密封和潤滑提出很高的要求。而圓錐滾柱式支承無需特殊的密封潤滑措施，只需在軌道和滾柱表面涂些潤滑脂即可。而回轉大軸承內外環則需要加橡膠密封罩，潤滑則需要增加電動集中潤滑或智能集中潤滑。因為斗輪懸臂的回轉速度是按1/cos（b的函數值變化，其斗輪料斗外緣的回轉速度也隨回轉線速度變化。當回轉角度φ由0°轉到60°時，其回轉轉速將增加一倍。因此可知，φ>60°以后，1/cosφ的函數值增加很快，這樣以來滿足不了生產能力，因此國內外生產制造的斗輪堆取料機，均將斗輪懸臂回轉轉速控制在O.1～0.2r/min范圍之內，其原因便是如此。說明斗輪回轉轉速很慢，無需大動干戈。

但在同規格的斗輪堆取料機上，圓錐滾柱式和回轉大軸承式軌道直徑相比要大。回轉大軸承內外環是采用高強螺栓分別固定在門座架上，其抗傾翻能力大。而圓錐滾柱支承防傾翻，采用四套反輪裝置（如圖3），安裝固定在回轉平臺下，滾柱體與門座架內側予制圓板相對應，中間留有2～3mm間隙，以便調整。只有當圓錐滾柱支承準確安裝上部平臺和下部結構環形之間的底盤上，才能假設回轉以上轉動部分的軸向載荷平均分布在50個錐形滾動體上。作用于上部鋼結構縱向中心平面上的軸向載荷到滾道中心距離為e，若e等于圓錐之半，說明軸向載荷作用在核心圓周上，四個側向輪不承受力的作用；超出核心圓，則載荷成三角形分布，安裝在下部鋼結構的傾翻力矩，有足夠強度減少傾翻的危險性，保證機械正常運轉。

綜上所述，由于圓錐滾柱支承結構簡單、不怕粉塵、潤滑費用低、維護更換容易、便于制造、滾柱體數量多、承載能力大、經濟實用等，使得到此種支承形式得到廣泛的推廣與使用。