CN109631523A - 一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，是一种抗剪切力强无弯矩无扭矩产生且与干燥机滚圈摩擦阻力小的一种新型挡轮装置，该装置包括调心滚子轴承(1)、压板(2)、轴承盖(3)、挡轮(4)、密封圈(5)、主轴(6)、底座(7)、推力球轴承(8)。推力球轴承(1)分别与挡轮(4)和主轴(6)安装配合一起构成主轴无扭矩作用结构；调心滚子轴承(1)分别与主轴(6)和挡轮(4)安装配合一起构成无卡阻的相对灵活转动结构；挡轮(4)与底座(7)之间采取内嵌密封圈(5)对装置形成密封保护；主轴(6)与底座(7)安插定位便于拆装；加大的底座(7)增加了装置的稳定性。该装置同样适用其他类似工况条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型卧式转毂干燥机设备，为保证干燥机转毂运转过程中轴向位移控制在设定范围内，防止支撑转毂的滚圈移位过大而脱离托轮，采用挡轮装置将转毂限制在设定的位移区间内，该挡轮装置是一种抗剪切力强不会产生弯矩和扭矩，保证与干燥机滚圈产生较小摩擦阻力的一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置。
背景技术
多年来，广泛用于冶金、建材、化工、洗煤、化肥、矿石、粘土、高岭土等领域的传统干燥设备——卧式转毂干燥机，主要用于烘干有一定湿度的粉状或颗粒状的物料，干燥机转毂大约有20多米长，安装时有一定的倾斜度，转毂内有按工艺要求排列的螺旋抄板，物料通过不断转动的转毂从进料口到出料口的运行中被烘干；转毂外两端各有一组滚圈坐在两组托轮上滚动。整个运转过程中物料对转毂产生很大的轴向力，为使限制转毂不发生过大的轴向移动，在其中一组滚圈下方两侧各设置了一组挡轮装置，挡轮与滚圈之间形成滚动副，并将滚圈限制在两个挡轮之间只能在很小范围内轴向移动。这样挡轮与滚圈相互滚动，承受滚圈产生的轴向推力和径向压力以及工况不确定性及安装精度等带来的复杂应力作用。
一直以来干燥机滚圈挡轮装置采用传统的长轴挡轮装置。滚圈的窜动所产生的轴向力同时施加给挡轮主轴一个剪切力和一个弯矩，滚圈转动施加给挡轮主轴一个扭矩。实际工况下，挡轮装置使用半年后就发生多起断轴事故，严重影响了生产线的正常运行，不得不停产抢修，使企业蒙受极大的损失。
传统的长轴挡轮装置工作原理：挡轮装置的底座与干燥机基础相连接，挡轮与干燥机转毂上滚圈接触形成滚动副，限制干燥机转毂轴向移动，其特征在于：该挡轮装置设有与挡轮和主轴过渡配合的双列圆锥滚子轴承、主轴与底座间隙配合后用锁紧螺钉与底座固定，来满足挡轮装置抗剪抗弯抗扭矩的要求。
其缺点是：
一、经分析断轴处主要集中在挡轮主轴与底座接触截面处，该截面同时受滚圈对挡轮产生的剪切力和弯矩，与固定底座之间产生一定的扭转力矩，该结构不能消除或减小作用在挡轮主轴上的各种应力，挡轮主轴使用寿命短、需经常更换，现场维修拆装麻烦。
二、现场任何防护设施，无法维护，现场作业条件比较恶劣，主轴与底座无任何防护措施，粉尘及雨水等很快就将其锈死在一起，一旦其中一个零件损坏相配合的件只能一起报废。
三、结构不合理，整体装置上大下小、重心高、不稳定，受力点集中在上部，底座下面四个固定螺栓承受拉、压、弯及剪力的作用，在短时间内发生变形和断裂。
四、主轴过长不但增加了装置高度，而且加大了弯曲应力的作用。
五、双列圆锥滚子轴承同时承受径向力和轴向力的作用，使用寿命短。
六、由于密封圈及其压盖、轴承盖安装在挡轮的下面，在安装螺栓、弹垫等紧固件时，要留出一定的安装拆卸空间，增加了主轴的长度。
七、装配拆卸难度大，双列圆锥滚子轴承及其压盖、密封等零件装配时从挡轮的下部往上装，不利于装配及拆卸，尤其不利于现场维修、更换零件。
因此，有必要研制一种结构合理、易于装配拆卸、使用寿命长、经久耐用的挡轮装置。
发明内容
本发明旨在克服上述挡轮装置存在的缺陷，提供一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，该挡轮装置既有效地解决了卧式转毂干燥机设备运行过程转毂轴向位移处于设定范围内，又延长了挡轮装置使用寿命，适用于各种作业场地条件，稳定性强，拆装方便，便于维护维修，经久耐用，同时也适用于其他类似设备的应用。
本发明采取的技术方案为：
一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，包括：调心滚子轴承、压板、轴承盖、挡轮、密封圈、主轴、底座、推力球轴承。其特征在于：推力球轴承上环与挡轮安装配合，下环与主轴安装配合一起构成主轴无扭矩作用结构；调心滚子轴承内环与主轴安装配合，外环与挡轮安装配合一起构成无任何卡阻相对灵活转动结构；挡轮与底座之间采取内嵌密封圈措施对装置形成密封保护；主轴与底座直接安插定位一起构成便于拆装结构；加大后的底座增加了整个装置的稳定性。
本发明主轴与挡轮、底座之间靠两组轴承安装后形成抗剪抗弯无扭矩结构。
本发明采用推力球轴承消除主轴的轴向力，只用调心滚子轴承承载径向力即可。
本发明挡轮与底座之间采用密封圈对内部零部件进行密封保护。
本发明主轴长度比传统主轴短30％，底座长宽各增加70％和60％。
本发明采用推力球轴承与调心滚子轴承相组合使挡轮装置结构紧凑，重量减轻。
本发明抗剪抗弯无扭矩挡轮装置工作原理及其设计要点是：
1、减小主轴长度，降低挡轮装置高度，受到的弯矩小，增加主轴抗弯能力；
2、增设推力球轴承，减小或消除挡轮抗压能力并消除主轴与底座之间的摩擦阻力；
3、采取的密封保护措施，保证轴承和主轴不受外部污染，增加轴承及主轴使用寿命；
4、加大底座与基础接触面积，增加挡轮装置稳定性和拆装安全性；
5、用调心滚子轴承代替双列圆锥滚子轴承，减小挡轮体积和重量；
6、本发明抗剪抗弯无扭矩传递路线为：
挡轮-调心滚子轴承(承受径向力)-主轴-底座
挡轮-推力球轴承(承受轴向力)-主轴-底座
本发明的优点在于：
一、减小主轴长度后，消除了挡轮对主轴产生的弯矩，受力面承受剪切力的能力增强，极大地提高了主轴使用寿命；
二、在挡轮与主轴之间增加推力球轴承后，消除了滚圈对挡轮施加压应力的影响，且在运行中挡轮与主轴及底座之间转动灵活，无任何卡阻；
三、挡轮内孔与调心滚子轴承外环的安装结构改变后，挡轮向下的力直接作用在推力球轴承上，调心滚子轴承只受径向力的作用，无轴向力，延长其使用寿命；
四、在挡轮与底座之间采取了简单、实用、易于安装更换的密封保护结构，密封效果好不受环境因素的影响；
五、挡轮装置的底座加大后不会产生倾倒，消除了安装拆卸过程对操作人员的安全隐患；
六、安装拆卸极为方便，现场使用无需特别维护，只要按要求添加润滑脂即可；
七、结构更加紧凑，重量比以前减小了1/3，且承载能力大，成本也有较大幅度下降。
附图说明
图1本发明剖面结构示意图
图2本发明图1俯视示意图
图中标记：1-调心滚子轴承、2-压板、3-轴承盖、4-挡轮、5-密封圈、6-主轴、7-底座、8-推力球轴承
图3与现有技术对比剖面结构示意图
图4为图3俯视示意图
图中标记：1-双列圆锥滚子轴承、2-压板、3-压盖、4-挡轮、5-密封圈、6-主轴、7-底座、8-密封压盖、9-轴承盖
具体实施方式
一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，包括：调心滚子轴承1、压板2、轴承盖3、挡轮4、密封圈5、主轴6、底座7、推力球轴承8。
挡轮4通过调心滚子轴承1与主轴6一起构成抗剪无弯矩结构；安装在推力球轴承8上的挡轮4与主轴6一起构成抗压无扭矩结构；挡轮4安装在主轴6凸台上通过推力球轴承8与底座7一起组成无摩擦结构；挡轮4与底座7之间采用的密封圈5一起组成密封保护结构；
该挡轮装置有效地解决了卧式转毂干燥机设备挡轮装置受剪切、弯矩、扭矩及受压等复合应力作用下寿命短、现场维护维修难、停产更换主轴周期长等问题，挡轮装置结构紧凑，使用寿命长，无需特别维护，目前研制的新型挡轮装置已使用多年无一例断轴事故发生，安全可靠。
本发明挡轮4与主轴6通过与调心滚子轴承1和推力球轴承8相配合一起组成径向和轴向相对转动结构。主轴6与底座7一起对挡轮装置进行定位和固定。挡轮4与底座7之间通过密封圈5一起组成动密封保护结构。压板2用螺栓与主轴6连接压紧调心滚子轴承1内环。轴承压盖3用螺栓与挡轮4连接压紧调心滚子轴承1外环。
装配时，①推力球轴承8下环与主轴6下部凸肩配合后安装在底座7内凸台上；②在底座7上密封槽内安装密封圈5；③挡轮4与推力球轴承8上环配合安装；④调心滚子轴承1与主轴6和挡轮4配合安装；⑤用螺栓将压板2与主轴6固定并压紧调心滚子轴承1内环；⑥用螺栓将轴承盖3安装在挡轮4上并压紧调心滚子轴承1外环。安装拆卸简单、方便，特别适合现场条件比较恶劣的环境。
Claims (5)
1.一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，包括：调心滚子轴承(1)、压板(2)、轴承盖(3)、挡轮(4)、密封圈(5)、主轴(6)、底座(7)、推力球轴承(8)，其特征在于：推力球轴承(8)上环与挡轮(4)安装配合，下环与主轴(6)安装配合一起构成主轴(6)无扭矩作用结构；调心滚子轴承(1)内环与主轴(6)安装配合，外环与挡轮(4)安装配合一起构成无任何卡阻相对灵活转动结构；挡轮(4)与底座(7)之间采取内嵌密封圈(5)措施对装置形成密封保护；主轴(6)与底座(7)直接安插定位一起构成便于拆装结构；加大后的底座(7)增加了整个装置的稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，其特征在于：推力球轴承(8)分别与挡轮(4)和主轴(6)配合安装，使得主轴(6)不受扭矩的作用。
3.根据权利要求1所述的一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，其特征在于：调心滚子轴承(1)分别与主轴(6)和挡轮(4)配合，使得主轴(6)与挡轮(4)之间转动灵活无卡阻。
4.根据权利要求1所述的一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，其特征在于：紧凑的结构及加大的底座(7)，缩短了主轴(6)长度增加了装置稳定性，主轴(6)不受弯矩的影响，承受的剪切力也得到了极大提高。
5.根据权利要求1所述的一种新型抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，其特征在于：挡轮(4)与底座(7)之间采取了内嵌密封圈(5)保护，密封效果好，易于更换。
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