回转支承

王凤鸣　于晋

【摘要】介绍了回转驱动装置的三种结构形式及其工作原理；圆锥滚柱式支承装置和其他两种支承方式相比具有很好的优越性。

【关键词】回转驱动装置 台车式支承 回转大轴承 圆锥滚柱式支承

【中图分类号】U653.928.5 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0282-02

斗轮堆取料机是一种大型、高效率散状物料连续运输、装卸的机械设备，它被广泛用于煤炭、电厂、港口、钢铁、化工等行业的原料场。它由斗轮机构、悬臂皮带机、俯仰钢结构、俯仰驱动机构、回转驱动装置、门座架、走行机构、尾部进料车、司机室、电气室等主要零部件组成。

1、回转驱动装置的结构形式分类

斗轮堆取料机每次完成料场作业，要求斗轮堆取料机具有能够在料场长度方向实现前后移动，对于不同的料堆高度要求悬臂斗轮能够实现俯仰，对于不同的料堆宽度要求斗轮悬臂具有整体回转功能。

回转驱动装置中的回转支承装置为斗轮堆取料机中的核心部件，就其结构形式大致分为三类：1.台车式支承（又名车轮式）、2.回转大轴承式支承3.圆锥滚柱式支承。

2、回转支承结构形式

2.1 台车式支承装置（又名车轮式）

台车式回转支承装置是由4组平衡台车组和4组水平导向轮组组成（如图1）。平衡台车组是由平衡梁和走行轮组成，呈圆弧型，支撑上部回转钢结构在圆弧轨道上作圆周运动。一个台车装多少个车轮，视生产能力和车轮半径而定。此外，在平台下均布安装有4组水平导向轮组，轮子在门座架上的侧向圆形轨道上转动，承受水平力，起到定位作用。这种结构比较简单，无需防水防尘，维护检修方便，但制作成本较高。台车式回转装置安装精度要求较高，首先要保证4套台车组的圆度，其次要保证4套台车组的回转中心必须严格同心。

2.2 大轴承式支承装置

（2）使用寿命长：在回转过程中，不需要严格的润滑，各滚柱的轴承均采用石墨自润滑轴承，轴承几乎不受力，轴与轴承所受载荷仅仅是固定保持架的附加载荷。

（3）维护检修方便，更换轨道与滚柱容易：更换滚柱时，只要将需要更换的滚柱转到上部轨道缺口处，换下旧的装上新的即可。因为圆形轨道采用分段组合结构设计，在更换轨道时，只需将回转平台顶起30mm高距离，上、下轨道便可拆卸更换。整个过程时间短，维护费用低，一般一次检修在一天之内即可完成。而大轴承或台车式支承需要动用大型起重设备、大吨位千斤顶，并且要进行焊接固定，对设备局部进行拆卸，而且还会遇到很多安全问题，维修周期更长。

（4）设备重心低稳定性好：与台车式回转支承相比，重心高度低，因为圆锥滚柱的直径比较小。无论是正常工况还是大风天气，这种支承的稳定性要高于台车式。

回转大轴承式支承装置即大轴承，轴承分为外环和内环，外环即外齿形大齿圈，内环又分为上内环和下内环，二者与回转平台连接，外环大齿圈与门座架上平台固定，中间布满滚柱，内部也设有保持滚柱相对位置的保持架（如图2）。

回转大轴承在斗轮堆取料机中被广泛采用，因大轴承内外环均采用高强度螺栓把合，能够承受很大的倾翻力矩，还具有制造精确高、结构尺寸紧凑等优点。在堆、取能力要求高的机型中，多采用三排滚柱轴承或向心交叉滚柱大轴承。轴承要求有较高的密封条件，如迷宫式密封，确保物料等杂质不能进入。并有可靠的润滑设备，采取定时定量润滑，否则将降低其使用寿命。每种规格的堆取料机对轴承的规格尺寸要求不同，因此对于斗轮堆取料机的生产制造厂家需要单件采购不同规格的大轴承，因此大大增加了斗轮堆取料的制造成本。鉴于此，用户在选用时往往以经济性为核心加以考虑。

2.3 圆锥滚柱式支承装置

圆锥滚柱式支承装置结构形式为圆锥滚柱式，其结构由上轨道、下轨道、50个圆锥形滚柱体和内外滚动体保持架组成。上、下轨道是用特制压板镶嵌在回转平台下面预制沟槽内和门座架上齿圈或销齿上，压板用高强度螺栓把合固定。如下图3所示：

3、圆锥滚柱式支承装置和其他支承方式相比较

根据多年的生产与实践，回转圆锥滚柱支承装置与其它形式支承装置比较，圆锥滚柱式支承有着令人信服的优越性：

（1）侧向轮结构如下图4所示。中心轴用螺栓把合在固定架上，将可调整间隙的自润滑偏心套装在中心轴上，再安装调试好侧向轮，并与大齿圈内轨道相接触。这样圆锥滚柱的顶点与回转中心线重合，与上下圆形轨道踏面形状相吻合，滚柱体无滑动只滚动，减少了轨道滚柱体磨损，提高了使用寿命。

（5）大型散状物料场地一般建在露天环境，作业环境十分恶劣，因此对回转支承装置密封和润滑提出很高的要求。而圆锥滚柱式支承无需特殊的密封润滑措施，只需在轨道和滚柱表面涂些润滑脂即可。而回转大轴承内外环则需要加橡胶密封罩，润滑则需要增加电动集中润滑或智能集中润滑。因为斗轮悬臂的回转速度是按1/cos（b的函数值变化，其斗轮料斗外缘的回转速度也随回转线速度变化。当回转角度φ由0°转到60°时，其回转转速将增加一倍。因此可知，φ>60°以后，1/cosφ的函数值增加很快，这样以来满足不了生产能力，因此国内外生产制造的斗轮堆取料机，均将斗轮悬臂回转转速控制在O.1～0.2r/min范围之内，其原因便是如此。说明斗轮回转转速很慢，无需大动干戈。

但在同规格的斗轮堆取料机上，圆锥滚柱式和回转大轴承式轨道直径相比要大。回转大轴承内外环是采用高强螺栓分别固定在门座架上，其抗倾翻能力大。而圆锥滚柱支承防倾翻，采用四套反轮装置（如图3），安装固定在回转平台下，滚柱体与门座架内侧予制圆板相对应，中间留有2～3mm间隙，以便调整。只有当圆锥滚柱支承准确安装上部平台和下部结构环形之间的底盘上，才能假设回转以上转动部分的轴向载荷平均分布在50个锥形滚动体上。作用于上部钢结构纵向中心平面上的轴向载荷到滚道中心距离为e，若e等于圆锥之半，说明轴向载荷作用在核心圆周上，四个侧向轮不承受力的作用；超出核心圆，则载荷成三角形分布，安装在下部钢结构的倾翻力矩，有足够强度减少倾翻的危险性，保证机械正常运转。

综上所述，由于圆锥滚柱支承结构简单、不怕粉尘、润滑费用低、维护更换容易、便于制造、滚柱体数量多、承载能力大、经济实用等，使得到此种支承形式得到广泛的推广与使用。