Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Важнейшим элементом, определяющим показатели надежности вибромашин, является подшипниковый узел. Случайные отказы вибраторов в процессе эксплуатации в большинстве случаев связаны с выходом из строя подшипников качения.
Виброустановки относятся к числу машин с наиболее неблагоприятными условиями работы подшипников. Специфика эксплуатационного режима подшипника в вибромашине определяется следующими факторами.
1) Наличием инерционных нагрузок, вызванных колебательным движением подшипника вместе с машиной. В современных вибромашинах реализуются ускорения, в 10—15 раз превышающие ускорение свободного падения. Результатом являются колебания свободных элементов подшипниковой опоры (сепаратора; тел качения, находящихся в разгруженной зоне; смазки; отдельных деталей уплотнительного устройства) и дополнительное силовое воздействие на нагруженные элементы опоры (тела и дорожки качения в пределах зоны нагружения).
Условия работы подшипников вибромашин 167
2) Высокими удельными нагрузками. Как правило, усилия, развиваемые дебалансными массами, создают радиальную нагрузку на подшипники P > 0,1 С.
3) Высокими частотами вращения. В грохотах, инерционных решетках и других тяжелых вибромашинах реализуется частота вращения 600—1600 об/мин; в виброплощадках и легких вибраторах до 3000—6000 сб/мин; в глубинных и поверхностных вибраторах до 10 000— 12 000 об/мин. Значения скоростного параметра dmn обычно находятся в пределах 200 000—350 000 (об/мин) - мм.
4) Запыленностью и загрязненностью окружающей среды. Разрушение песчаных форм с помощью выбивных решеток сопровождается просеиванием песка в непосредственной близости от корпусов подшипниковых опор; виброгрохоты, вибросита и строительные вибраторы также являются источниками пыли и загрязнения. Загрязнение окружающей среды усложняет централизованный подвод смазочных и охлаждающих жидкостей, а также делает невозможным проведение качественного ремонта подшипникового узла на месте эксплуатации.
5) Повышенной температурой на корпусах. Характерно для некоторых типов вибромашин, которые работают с горячим продуктом: выбивные решетки в литейном производстве, отдельные типы грохотов в горной химии и др.
6) Нетранспортабельностью тяжелых вибромашин.
7) Прерывистым рабочим циклом многих вибромашин. Типичная характеристика рабочего цикла продолжительностью в 3—10 мин: запуск, рабочий режим, остановка, разгрузочно-загрузочная операция, запуск.
При отказе подшипников действующих вибромашин фиксируются следующие браковочные признаки (в порядке убывания частоты появления очередного признака): разрушение сепаратора; абразивное изнашивание поверхностей качения; усталостный износ поверхностей качения; наклеп и фреттинг-коррозия посадочных поверхностей; перегревание (наличие цветов побежалости на рабочих поверхностях); прочие виды разрушения, в том числе проворачивание колец в посадочных гнездах, скалывание направляющих буртов роликоподшипников и т. д.
Сопоставление браковочных признаков подшипников с факторами, определяющими специфику их эксплуатации
168
Опоры качения вибрационных машин и механизмов
на вибромашинах, позволяет сформулировать следующие основные направления проектирования высоконадежных подшипниковых опор вибраторов:
1) создание виброустойчивого подшипника повышенной быстроходности и грузоподъемности;
2) выбор конструктивного решения подшипникового узла, обеспечивающего высокую эффективность систем уплотнения и смазки, надежность посадок подшипника в корпус и на вал, возможность качественного ремонта узла.
В развитии первого направления значительного успеха достигли зарубежные фирмы SKF (Швеция) и FAQ (ФРГ). Второе направление нашло отражение в конструкциях подшипниковых опор, приведенных на рис 54—57. Большинство из этих конструкций разработано в СССР.
Известны конструкции вибромашин с упругими опорами. Упругая опора оснащается подшипником с упругим наружным кольцом или стандартным подшипником, который устанавливается в корпус через промежуточное упругое кольцо. Незначительное снижение динамических нагрузок в таких опорах приводит к существенному росту номинальной долговечности подшипника, так как нагрузка в формулах (8), (11) возведена в степень 10/3. Однако применение упругих опор сдерживается их сложностью и высокой стоимостью. Идея упругого поджатия вибрирующих подшипников использована в конструкции быстроходного вибровозбудителя, показанной на рис. 61.
2. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ
Наибольшее распространение получили вибромашины четырех конструктивных схем: инерционные одновальные; инерционные самобалансные; инерционные колокольного типа и эксцентриковые вибраторы.
Принципиальная схема инерционного одновального вибратора приведена на рис. 49, а. Вал 1 с укрепленными на нем дебалансами 3 опирается на два подшипника 2, установленных в корпусах 4. Корпуса подшипников смонтированы на столе 5, на котором помещается продукция, подвергаемая вибрации. Вся система подвешена на пружинах 6.
При вращении вала вместе с дебалансами возникают инерционные силы, которые и вызывают круговую или
