帶式輸送機滾筒軸承的結構、密封及潤滑
2013-03-01
滕凱芝
（北京起重運輸機械設計研究院）
摘 要：軸承作為帶式輸送機的重要部件，對降低輸送帶及其所承運物料的運行阻力起著重要作用。為確保軸承正常工作，必須正確選擇軸承的結構和密封形式。重點介紹帶式輸送機滾筒的結構形式、潤滑及密封。（北京起重運輸機械設計研究院）
關鍵詞：港口；帶式輸送機；滾筒；軸承；結構；密封；潤滑
帶式輸送機廣泛用于港口大宗散貨的裝船、轉運和堆垛等作業。滾動軸承是帶式輸送機上應用較多的轉動件，帶式輸送機托輥和滾筒上都裝設有滾動軸承。圖1為帶式輸送機結構示意圖。為確保帶式輸送機軸承正常工作，正確選擇軸承的結構和密封形式十分重要。
1、滾筒軸承的結構
帶式輸送機滾筒軸承的結構形式分內置式和外置式2種。內置式滾筒軸承安裝在滾筒體內，一般用于非驅動滾筒。 安裝在滾筒筒體內的軸承座采用緊配合，軸承外圈承受轉動載荷，滾筒軸固定在結構體上。內置式滾筒軸承通常采用的軸承組合形式（見圖2）主要有：
2）球面滾子軸承+緊湊型調心滾子軸承(CARB)。2個軸承的內外圈皆軸向固定安裝，僅在加工精度高的環形CARB軸承內存在軸向位移。
這2種滾筒軸承組合用于存在角偏移的重載工況。軸承因外圈轉動會產生偏轉角，軸承的許用偏轉角限定為0.2°。
外置式滾筒軸承特別適用于帶式輸送機驅動滾筒。軸承內圈緊固在滾筒軸上，外圈安裝在軸承座內，為松配合。外置式滾筒軸承有2種形式（見圖3）。
2）球面滾子軸承+環形CARB軸承。軸承座固定安裝在滾筒軸上，僅在加工精度高的環形CARB軸承內存在軸向位移，軸承的許用偏轉角為0.5°。
2 軸承座的選用
外置式滾筒軸承通常采用剖分式軸承座，見圖4。剖分式軸承座易于安裝，相對于整體式軸承座，其價格較低。值得注意的是，剖分式軸承座載荷直接作用在底座上，若載荷作用方向不是指向底座，則作用載荷的大小不得超過軸承座在該方向的許用載荷。圖4a為SNL系列標準軸承座，適合軸徑20~500mm的滾筒軸承。圖4b為SBD系列整體式軸承座，主要用于載荷為非持續作用在軸承底座方向的工況。圖4c為THD系列張緊軸承座，是專門針對張緊滾筒設計的整體式軸承座，可承受較大的徑向載荷。
統計數據顯示，50%以上的軸承故障是潤滑不當造成的（見圖5）。因此在滾筒軸承設計的初期，應對軸承潤滑給予高度重視。滾筒軸承一般采用脂潤滑而非油潤滑，選擇潤滑脂的步驟：
2）選擇添加劑。根據對輸送機功能和工況要求選擇合適的潤滑脂添加劑。常用添加劑有極壓抗磨劑、防腐蝕劑、固體潤滑劑及專用添加劑。
3）確定基礎油的粘度?；A油的粘度決定了基礎油的流動性。基礎油的粘度越高，基礎油就越厚稠。為了形成彈性流體動力潤滑膜，使軸承金屬件（如軸承內外圈、滾動體）相互分開，須針對具體工況選擇適當粘度的基礎油。所確定的基礎油的粘度應與選用的潤滑脂的粘度相匹配。
選擇合適的潤滑脂可以提高軸承的使用壽命。反之，潤滑脂選用不當則會大大降低軸承的使用壽命。同時定期補充潤滑脂對防止灰塵進入軸承，確保軸承正常工作，延長軸承的使用壽命起著十分重要的作用。
4 滾筒軸承高效的密封結構
惡劣的工作環境要求軸承具有高效耐用的密封結構。內置式滾筒軸承的密封通常是根據對結構、材料及固定方式的要求而專門設計制造的。因此，本文重點探討外置式滾筒軸承的密封結構（見圖6）。對于低轉速作業工況，軸承安裝時，軸承及軸承座內可以加滿潤滑脂，潤滑脂在其中相當于附加密封結構。
1）SNL系列剖分式軸承座和SBD及THD系列整體式軸承座采用迷宮式密封。軸承安裝時，加滿潤滑脂，并可通過迷宮圈定期或持續注入潤滑脂，以有效防止灰塵進入軸承。
2）有些作業環境對密封結構的要求非常高。這種情況下，可采用結合了迷宮式密封和接觸密封的Taconite密封。軸承安裝時，迷宮圈內加滿潤滑脂，并定期補充，使部分潤滑脂從軸承內溢出，從而防止灰塵進入軸承。依據經驗、密封結構和污染程度來確定注油口數目和位置，可人工潤滑，也可采用自動化集中潤滑系統。
3）采用密封球面滾子軸承，特別是對于較大直徑的軸承（軸承內徑可高達400mm）。這種軸承配備有內置接觸密封，通過軸承外圈上的環形槽補充潤滑脂，多出的潤滑脂通過環形槽溢出。圖7為一種高效復合型密封結構。由于中間的接觸密封將軸承內的潤滑脂與軸承座內的潤滑脂隔開，因此，軸承座內的潤滑脂可以采用自降解潤滑脂。這樣既減少惡劣環境對軸承運轉的影響，又可降低使用后的潤滑脂的處置費用?？梢钥闯?，根據工作環境的污染程度選擇使用密封球面滾子軸承，可大大降低軸承的維護成本，簡化軸承座密封結構，使向軸承座內補注潤滑脂的次數Z少。
帶式輸送機廣泛用于港口大宗散料如糧食、煤炭等的裝卸，軸承是帶式輸送機上應用較多且非常重要的部件。本文研究了帶式輸送機滾筒軸承的結構、軸承座的形式、潤滑脂的選用及合理高效的密封結構，對帶式輸送機滾筒軸承的設計選用有重要的參考價值。
參考文獻
[1] GB/T 14521.4—1993. 運輸機械術語. 帶式輸送機[S].
[2] GB/T 283—2007. 滾動軸承 [S].
[3] DIN 51818—1981. 潤滑劑.潤滑脂稠度分類 NLGI等級[S].
[4] 宋偉剛.通用帶式輸送機設計[M]. 北京：機械工業出版社，2006.
