燒結(jié)機(jī)卡輪用滿裝圓柱滾子軸承

從世界范圍來看，由于鋼鐵生產(chǎn)能力過剩，競爭愈來愈激烈，只有生產(chǎn)出質(zhì)量高、成本低的產(chǎn)品，才能在市場中立足。燒結(jié)作為鋼鐵生產(chǎn)的第一環(huán)節(jié)，提高燒結(jié)機(jī)設(shè)備的效率和使用壽命是降低生產(chǎn)成本的重要方面。臺(tái)車的性能優(yōu)劣直接影響燒結(jié)機(jī)的使用，而卡輪又對(duì)臺(tái)車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著基礎(chǔ)性的作用，為了延長臺(tái)車的壽命，提高燒結(jié)產(chǎn)量，對(duì)卡輪結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和研究具有重要的意義.

燒結(jié)機(jī)臺(tái)車是燒結(jié)機(jī)的重要部件之一，數(shù)量多，在高溫多粉塵狀況下工作，承載重，受沖擊大，工作環(huán)境惡劣。臺(tái)車在燒結(jié)機(jī)頭部裝滿混合料后向尾部運(yùn)行，上表面的混合料在點(diǎn)火爐下部點(diǎn)火，在抽風(fēng)負(fù)壓作用下，混合料開始被燒結(jié)，臺(tái)車運(yùn)行至燒結(jié)生產(chǎn)線尾部時(shí)燒結(jié)完成，整個(gè)過程中臺(tái)車的運(yùn)動(dòng)通過下部4個(gè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)?？ㄝ單挥谲囕喓蛙圀w之間，主要作用是在臺(tái)車頭輪上升和尾輪下翻的彎道運(yùn)動(dòng)中通過與星輪齒板的嚙合傳動(dòng)來帶動(dòng)臺(tái)車的順利翻轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)整條燒結(jié)機(jī)臺(tái)車生產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)，其不僅要承受臺(tái)車上所有的重量和生產(chǎn)線上所有臺(tái)車的擠壓作用力引起的脈動(dòng)熱應(yīng)力，還要承受頭、尾彎道處的沖擊…。

傳統(tǒng)的燒結(jié)機(jī)卡輪為滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，由軸套、卡輪體和2個(gè)隔離環(huán)組成，軸套裝在臺(tái)車體和車輪之間的輪軸上，卡輪體套于軸套上，隔離環(huán)位于卡輪體兩側(cè)，靠軸端部注脂孔注脂潤滑。因工作溫度高，卡輪不能采用常規(guī)的橡膠密封件對(duì)兩側(cè)的縫隙進(jìn)行密封，而且無法加入特殊的密封結(jié)構(gòu)，從而造成大量的灰塵、鐵屑從其兩側(cè)的縫隙進(jìn)入卡輪內(nèi)部，造成潤滑脂流失、結(jié)焦，注脂孔堵塞等，極易產(chǎn)生干摩擦現(xiàn)象，致使卡輪體和軸套之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)達(dá)0．1—0．5，甚至更大，導(dǎo)致動(dòng)力消耗加劇，運(yùn)行成本增加，卡輪各個(gè)部件間的磨損加快，極易造成軸套、軸頸嚴(yán)重磨損而報(bào)廢或軸、軸套、卡輪體問的咬死【2J。此外，軸套和隔離環(huán)均由錫青銅制造，耐磨
性較差，平均使用壽命只有半年，需要頻繁更換，嚴(yán)重影響了燒結(jié)機(jī)的工作效率，維護(hù)成本巨大。

臺(tái)車卡輪實(shí)際工況開發(fā)的雙列滿裝圓柱滾子軸承該軸承由外圈、內(nèi)圈、滾子、擋圈和耐高溫彈密封卡環(huán)組成。內(nèi)圈安裝在卡輪軸上，與軸過盈配合，內(nèi)圈軸向方向的中間部位有注脂孔；2個(gè)擋圈分別安裝在內(nèi)圈兩邊，與卡輪軸直接接觸；內(nèi)圈外部注脂孑L兩側(cè)有2列滿裝圓柱滾子；外圈兩端與2個(gè)擋圈接觸配合，中間與滾子配合；2個(gè)擋圈與外圈配合處各安裝有一對(duì)密封彈簧卡環(huán)。該卡輪軸承結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)耐高溫密封件由2件錯(cuò)開布置的彈簧卡環(huán)組成，卡環(huán)上設(shè)有開口，具有一定的徑向收縮彈性，便于安裝并與擋圈和外圈的貼合更為緊密，卡環(huán)開口錯(cuò)開布置，能形成有效的密封，防止灰塵的侵入，潤滑脂不易損壞和泄漏，可以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間免維修使用；(2)內(nèi)圈軸向方向的中間部位有4個(gè)注脂孔，可連通注脂槽和滾道，在給卡輪添加潤滑脂時(shí)，潤滑脂通過臺(tái)車軸上的注脂通道進(jìn)入內(nèi)圈的注脂槽，再通過注脂孔進(jìn)入滾道，可以有效避免在添加潤滑脂時(shí)將外部灰塵帶人卡輪內(nèi)部，保持軸承內(nèi)部潔凈，減少摩擦，同時(shí)也方便了潤滑脂的添加和維護(hù)；(3)將傳統(tǒng)卡輪中的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)可下降至0．002，減少了動(dòng)力消耗，使運(yùn)行成本大大降低?？紤]到該卡輪軸承內(nèi)圈固定、外圈承載大、有沖擊、運(yùn)轉(zhuǎn)速度低的工況，采取去掉保持架，改用擋圈引導(dǎo)的雙列滿裝滾子的形式，并適度減小滾子的直徑，增加滾子個(gè)數(shù)及外圈厚度[3]，從而極大地提高了卡輪軸承的徑向承載能力和外圈強(qiáng)度。

為使該卡輪軸承更大程度地滿足耐高溫、長壽命的性能要求，對(duì)其各個(gè)零件選用不同的材料，熱處理過程嚴(yán)格控制滾道面及其他工作表面的硬度。外圈選用42CrMo滲碳軸承鋼，先整體調(diào)質(zhì)到220—250HB，然后滾道表面高頻淬火到54—58HRC，其他工作表面高頻淬火到45～50HRC(耐磨和耐沖擊)；內(nèi)圈和擋圈選用GCrl5SiMn高鉻軸
承鋼，內(nèi)圈滾道表面高頻淬火到56—60HRC；滾子選用GCrl5，全透淬火到58～62HRC；最后外圈、內(nèi)圈、擋圈和滾子都采用250oC高溫回火處理，來消除淬火附加應(yīng)力，增加韌性，確保在200℃的高溫環(huán)境中能正常工作。為了防止套圈產(chǎn)生裂紋，熱處理過程中必須嚴(yán)格控制淬、回火的加熱和冷卻速度，過大或過小都將導(dǎo)致套圈的開裂和
淬火變形。密封卡環(huán)選用65Mn高錳彈簧鋼。軸承內(nèi)加注能承受200℃的耐高溫潤滑脂，注脂量應(yīng)達(dá)到注脂空間的1／3一l／2。

將試制的20套雙列滿裝圓柱滾子軸承安裝在某公司450In2燒結(jié)生產(chǎn)線燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行試用。為了檢驗(yàn)效果，在87，112和159號(hào)臺(tái)車的12個(gè)卡輪中安裝雙列滿裝圓柱滾子軸承，而其他的臺(tái)車仍然使用傳統(tǒng)的滑動(dòng)軸承。裝有雙列滿裝圓柱滾子軸承的臺(tái)車良好運(yùn)行了15個(gè)月，整體大修時(shí)將換下的軸承拆開，發(fā)現(xiàn)其零部件仍然良好；而其他
臺(tái)車中的滑動(dòng)軸承已經(jīng)維修了若干次(平均3個(gè)月一小修，6個(gè)月一大修)，甚至有的銅套由于磨損嚴(yán)重已經(jīng)更換掉?？梢姡p列滿裝圓柱滾子軸承比傳統(tǒng)的滑動(dòng)軸承更具有優(yōu)越性，能更好地支持燒結(jié)機(jī)工作。