用于水泥行業(yè)的剖分帶座軸承單元

　　現(xiàn)代水泥廠每天用斗式提升機(jī)運(yùn)送數(shù)不清的材料。這些機(jī)器對(duì)世界各地的水泥廠高效并盈利地運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要。

　　軸承更換是大型回轉(zhuǎn)機(jī)械（如斗式提升機(jī)）用戶的常見作業(yè)，通常會(huì)導(dǎo)致大量的維護(hù)成本和停機(jī)。由于斗式提升機(jī)的外形尺寸，軸承更換絕非易事，需要經(jīng)過(guò)充分培訓(xùn)的人員、專門的工具設(shè)備（如起重機(jī)、提升機(jī)和腳手架）以及嚴(yán)格規(guī)范的流程以確保作業(yè)安全。

　　鐵姆肯公司為重工業(yè)提供軸承產(chǎn)品的歷史已經(jīng)超過(guò)了一個(gè)世紀(jì)，十分了解水泥廠的運(yùn)行特點(diǎn)以及工程師和維護(hù)專業(yè)人員為提高效率而承擔(dān)的巨大壓力。

　　事實(shí)上，水泥設(shè)備是軸承Z惡劣的工作環(huán)境之一，其不斷受到污染和潮濕的威脅。雖然很容易認(rèn)為類似的軸承可以提供差不多的性能，但事實(shí)上真正適用的設(shè)計(jì)可能會(huì)有很大的不同。例如，有些設(shè)計(jì)擅長(zhǎng)在具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中創(chuàng)造新的優(yōu)勢(shì)，正如下面斗式提升機(jī)的案例：通過(guò)使日常維護(hù)變得更簡(jiǎn)單來(lái)削減代價(jià)高昂的停機(jī)時(shí)間。

　　有充分的理由改變

　　所有斗式提升機(jī)在運(yùn)行時(shí)都使用軸承座來(lái)保護(hù)軸承，其中大多數(shù)為剖分式設(shè)計(jì)——在這種設(shè)計(jì)中，可以很容易地拆下軸承座的上半部分以檢查軸承，軸承通常是整體式調(diào)心滾子軸承。不過(guò)，更換軸承時(shí)還是要將軸抬起，而且很多情況下需要將輔機(jī)移開以取出軸承，這就意味著需要起重機(jī)。一般情況下，斗式提升機(jī)維修的起重機(jī)租賃期為三天，一天將起重機(jī)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，一天進(jìn)行更換，一天返還起重機(jī)。

　　然而，有一種新穎的方法讓一家歐洲水泥廠在保持斗式提升機(jī)運(yùn)行方面節(jié)省了大量的時(shí)間和費(fèi)用。在該水泥廠，由兩條鏈條連接的翻斗將破碎的石灰石帶到35米高的預(yù)熱器塔的頂部，軸本身支撐Z高達(dá)14噸的重量。假如驅(qū)動(dòng)側(cè)主滑輪軸承出現(xiàn)故障，需要三個(gè)工作日才能拆下并更換。這是因?yàn)檩S承卡在斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶輪和齒輪箱或馬達(dá)總成之間。維修費(fèi)用包括Z多72小時(shí)的生產(chǎn)損失時(shí)間和租用30噸起重機(jī)的租金。 Z近，Timken的一位服務(wù)工程師進(jìn)行了一次實(shí)地考察，建議將原來(lái)的調(diào)心滾子軸承改為剖分式帶座圓柱滾子軸承單元。這不僅保證更長(zhǎng)的軸承使用壽命，而且還減少了更換軸承所需的時(shí)間。同時(shí)，該設(shè)計(jì)還提供一種更有效的密封方式，以增強(qiáng)碎屑工況下對(duì)軸承的保護(hù)。

　　使用剖分式軸承節(jié)省成本

　　數(shù)十年來(lái)，Timken^®剖分式帶座軸承單元被用來(lái)簡(jiǎn)化惡劣工況下的軸承安裝和拆卸。這種帶座軸承單元Z大的特點(diǎn)是“剖分到軸”的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)使裝配時(shí)間Z多可減少90%，有助于工廠和其他工業(yè)設(shè)施避免生產(chǎn)損失。這與傳統(tǒng)的剖分單元解決方案相比，后者只有殼體（而非軸承）是剖分的。

　　剖分式帶座圓柱滾子軸承單元之所以更加便利是因?yàn)樗鼈兛梢栽诓恍枰┻^(guò)軸端的情況下進(jìn)行安裝。相反，軸承可以圍繞著軸進(jìn)行安裝。這節(jié)省了大量時(shí)間，因?yàn)闊o(wú)需拆卸其他驅(qū)動(dòng)部件（軸由千斤頂支撐，軸承和殼體安裝在軸周圍）。

　　巧妙的保持架夾具

　　在與水泥廠的維護(hù)團(tuán)隊(duì)會(huì)面時(shí)，Timken服務(wù)工程師還強(qiáng)調(diào)剖分式帶座軸承單元通?？梢院?jiǎn)便快捷地組裝；但是，有些設(shè)計(jì)是通過(guò)一個(gè)非固定夾將保持架的兩半夾在一起。正如許多維修專業(yè)人員所經(jīng)歷的那樣，這些夾子在裝配過(guò)程中容易脫落，并且很容易丟失（或經(jīng)常從斗式提升機(jī)頂部掉落），導(dǎo)致維修工作中斷并進(jìn)一步推遲生產(chǎn)。

　　為了解決這一問(wèn)題，Timken開發(fā)了一種剖分式帶座圓柱滾子軸承單元，創(chuàng)新性地在一半保持架上設(shè)計(jì)一個(gè)固定的夾子。該夾子牢固地連接到保持架的一半（通過(guò)螺旋銷），并易于固定到另一半，不會(huì)有丟失夾的風(fēng)險(xiǎn)。由于沒有小零件需要占手，這種設(shè)計(jì)還可以有效地讓技術(shù)人員解放雙手來(lái)加快安裝速度，特別是在狹窄的工作區(qū)。

　　堅(jiān)固的保持架

　　Timken還花時(shí)間與水泥廠討論了精密機(jī)械加工的、兜孔式的黃銅保持架如何提供Z佳效果，以及如何在剖分式滾子軸承應(yīng)用中優(yōu)于沖壓鋼、鑄鋁和成型高分子材料。

　　維修工程師解釋說(shuō)，雖然鋼保持架適用于絕大多數(shù)軸承，但黃銅具有更高的剛性、強(qiáng)度和抗沖擊載荷能力，以及保持架和滾動(dòng)體之間更好的潤(rùn)滑。與其他材料不同的是，黃銅的磨損是線性的，這使得它非常適合于狀態(tài)監(jiān)測(cè)和采取預(yù)防措施以提醒設(shè)備維護(hù)。

　　此外，Timken這種全機(jī)加工的黃銅保持架可以通過(guò)精確引導(dǎo)滾動(dòng)體來(lái)提高軸承的可靠性。與沖壓鋼、鑄鋁或高分子材料相比，機(jī)加工的兜孔式銅保持架是防止?jié)L子偏移的更好選擇，以避免因軸承滾道邊緣負(fù)載而降低軸承的壽命。

　　無(wú)需重新設(shè)計(jì)

　　盡管剖分式帶座滾子軸承單元可以為斗式提升機(jī)等應(yīng)用帶來(lái)好處，但如果需要昂貴的重新設(shè)計(jì)，許多工廠管理人員在考慮用它們來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的SAF、SN和SD帶座軸承單元時(shí)會(huì)比較謹(jǐn)慎。用剖分式帶座滾子軸承單元更換標(biāo)常規(guī)產(chǎn)品時(shí)的一個(gè)常見問(wèn)題是，剖分式滾子軸承的底座至軸中心線的位置通常較高，這意味著在安裝新軸承之前必須對(duì)機(jī)器進(jìn)行修改。

　　考慮到這一困難，Timken設(shè)計(jì)了剖分式帶座圓柱滾子軸承單元，作為SAF/SN/SD軸承座的直接、嵌入式替換選項(xiàng)。這節(jié)省了客戶進(jìn)行改造的時(shí)間，使工廠人員能夠?qū)Ｗ⒂谏a(chǎn)。

　　此外，在現(xiàn)場(chǎng)更換過(guò)程中，Timken發(fā)現(xiàn)，客戶只有在安裝好軸承座后才能獲得剖分式軸承的好處。這是因?yàn)樗麄優(yōu)榱税惭b新軸承，需要提升和拆卸軸和相鄰設(shè)備。作為回應(yīng)，Timken提供了一種低于軸高度的帶角度的剖分式軸承座，這意味著在軸承和軸承箱組裝之前可以將軸承座滑到軸下。這種設(shè)計(jì)可以方便地更換標(biāo)準(zhǔn)軸承座單元，因?yàn)槁菟?、螺栓間距、軸承座中心高和軸直徑都與SAF/SN/SD相一致。

　　更強(qiáng)的支持

　　Timken向其客戶強(qiáng)調(diào)，與傳統(tǒng)的選擇相比，剖分式帶座滾子軸承單元提供同等或更高的可靠性對(duì)實(shí)現(xiàn)維護(hù)時(shí)間的縮短非常重要。如果軸承無(wú)法在工業(yè)環(huán)境中生存，它將無(wú)法提高效率和節(jié)約成本。重要的是，軸承座和軸承箱的設(shè)計(jì)必須能夠應(yīng)對(duì)應(yīng)用中施加的機(jī)械應(yīng)力，以及任何環(huán)境危害，如研磨材料或極端溫度。

　　為了解決這一問(wèn)題，Timken工程師研究了構(gòu)成支撐座半體的鑄件形狀，發(fā)現(xiàn)在軸承座鑄造蓋上設(shè)計(jì)加強(qiáng)梁可顯著提高剛性，并在惡劣條件下提供額外的穩(wěn)定性。這種更堅(jiān)固的設(shè)計(jì)，具有雙腹板和ASTM48A-35級(jí)鑄鐵的厚截面，使分體式外殼堅(jiān)固耐用，從而提高軸承壽命。

　　顯著的效果

　　歐洲水泥廠對(duì)Timken提供的快速響應(yīng)感到滿意，并批準(zhǔn)了將其斗式提升機(jī)軸承改為具有較低維護(hù)成本的剖分式帶座圓柱滾子軸承單元設(shè)計(jì)的建議。幾個(gè)月后，工廠正在考慮在未來(lái)一年升級(jí)其他重型機(jī)器的軸承解決方案。

　　對(duì)于水泥制造商來(lái)說(shuō)，這證明了更睿智、更堅(jiān)固的解決方案通常來(lái)自對(duì)關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)部工作有深入了解的部件供應(yīng)商。只有做到這一點(diǎn)，方能成為工廠運(yùn)行的可靠伙伴。

　　關(guān)于作者

　　Ryan Fernandes是Timken公司的高級(jí)應(yīng)用工程師。他專注于軸承和帶座單元在水泥和集料行業(yè)的應(yīng)用。他的專長(zhǎng)包括軸承系統(tǒng)分析和優(yōu)化，以及軋機(jī)、齒輪箱、破碎機(jī)、振動(dòng)篩、風(fēng)扇和物料輸送等機(jī)械的軸承損傷分析。

　　Fabiana Maggico是重工業(yè)全球市場(chǎng)經(jīng)理。這些行業(yè)包括采礦、冶金、水泥、骨料、紙漿和造紙。在從巴西移居美國(guó)之前，她在Timken公司擔(dān)任過(guò)多個(gè)職位，包括銷售經(jīng)理和工業(yè)分銷客戶經(jīng)理。在加入Timken公司之前，她獲得機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位。
 

此文章轉(zhuǎn)載自《World Cement》雜志。