一种新型的回转支承在大型堆取料机上的应用

葛小波（宁波港北仑矿石码头分公司，浙江　宁波　315800）



一种新型的回转支承在大型堆取料机上的应用

葛小波
（宁波港北仑矿石码头分公司，浙江宁波315800）

摘要：本文通过分析两种传统回转支承在堆取料机上应用存在的问题，推荐适用于大型堆取料机的一种新型回转支承，并提出应用过程中的注意点。

关键词：回转轴承；销齿传动；圆周力；球柱联合；大型堆取料机

1 概述

回转机构作为堆取料机的工作机构，工作级别较高，回转支承作为回转机构其中的一个部件，也是至关重要的。对于国内的堆取料机设备回转支承型式，人们普遍存在一种习惯性思维，一方面受德国技术的影响，习惯于将回转轴承和大齿圈合二为一，通过齿轮啮合，进行回转过程中的扭矩传递；另外一方面受日本技术的影响，习惯于采用将回转台车作为回转支承，通过销齿传动进行扭矩传递，两者各有优缺点，具体选型更多是根据用户的喜好。随着铁矿石贸易的快速发展，船舶的大型化导致了设备的大型化发展，上述两种方式传动方式在应用过程中所存在的问题进一步凸显，新型的回转支承方式的应用已非常迫切。

图1

图2

图3

2 传统回转支承的性能分析

传统的回转支承有两种，分别是回转台车＋销齿传动、回转轴承＋齿轮传动，这两种型式各有优缺点，其性能情况分别如图1所示。

2.1 回转台车＋销齿传动

回转台车＋销齿传动的回转支承主要是通过四组台车，将回转平台以及上部所有部件支承于布置在门座架上的轨道上，由回转驱动机构驱动小齿轮，通过布置在门座架上的销轮进行扭矩传递，实现回转动作，另采用水平轮辅助，以防止台车跑偏，其结构型式如图2所示。

这种支承方式具有载荷传递明确，构造原理简单，故障容易分析，对于维护人员要求不高，维护成本较低等优点，适合应用于处理煤炭等具有润滑作用的物料的工况。不足之处在于回转轨道制作难度大，台车、轨道、水平轮、水平轮轨道等回转中心不易一致，对加工精度要求高，另外不适合应用于矿石等工况，矿粉会增大车轮和轨道之间的摩擦系数，加大运行阻力。

2.2 回转轴承＋齿轮传动

回转轴承＋齿轮传动的支承方式主要是通过可相对转动的回转轴承内、外圈将回转平台以及上部所有部件支承于门座架上，同时将大齿圈与回转轴承合二为一，通过回转小齿轮与大齿圈的齿轮啮合传递扭矩，实现回转动作，其结构型式如下：

回转轴承和齿圈作为外购件，所有加工工作均由产品供应商负责，对于主机商来说只需要负责两个轴承接触面的加工，加工工作大幅度减少，日常维护工作主要是轴承的润滑以及连接螺栓的防松检查。这种支承型式具有整体结构型式简洁，干净，日常维护工作量少等优点。不足之处在于，这种支承方式前期投入成本相对较高，后期一旦有故障，设备的维护成本也很高，随着设备的大型化，标准的大齿圈圆周力已不能满足设备的选型需要，需要特制，这会增加前期的投入成本，随着设备的大型化，该缺点已日趋明显。

3 新型回转支承方式的性能分析

新型回转支承方式是上述两种传统回转支承方式的结合体，采用回转轴承＋销齿传动，通过可相对转动的回转轴承内、外圈将回转平台以及上部所有部件支承于门座架上，通过布置在门座架的回转销轮与回转小齿轮啮合，传递扭矩，实现回转动作，具体结构型式如图3所示。

新型回转支承方式采用了回转轴承，实现了回转平台和门座架的相对转动，具有整体结构型式简洁，日常维护工作量少等优点；采用了销齿传动，通过调整销轴的直径和高度有效地解决了标准齿圈圆周力不够的问题，更为重要的是整体的投入成本较回转轴承＋齿轮传动方式降低了，后续维护成本较回转台车＋销齿传动方式降低，一旦轴承出现故障，其维修成本也较回转轴承＋齿轮传动方式大大降低。

4 新型回转支承方式的应用

新型回转支承方式克服了回转台车＋销齿传动方式不适合应用于处理物料为矿石的场合、结构复杂、加工难度大，要求精度高等缺点，同时也克服了回转轴承＋齿轮传动方式前期投入成本高，标准齿圈圆周力不够等缺点，在处理铁矿石的大型堆取料机上应用，将凸显其价值，在应用过程中需要注意以下几个方面：

图4

4.1 回转轴承的类型选择

在堆取料机上应用比较广泛的回转轴承的类型主要是三排滚柱式与球柱联合式，三排滚柱承载能力强，受到更多用户青睐，但是对堆取料机基础要求高，不能很好适应基础的不均匀沉降，另外对于堆取料机上部结构重心变化范围大也不能很好适应；相比三排滚柱式，球柱联合式回转轴承能更好的适应轨道基础不均匀沉降，在相同成本的情况下通过适当加大回转轴承的直径，增加滚动体的数量可以提高回转轴承的承载能力，回转轴承的直径加大，可以更好适应堆取料机上部结构重心变化范围大的特点，两种结构型式分别如图4所示：

回转轴承的类型选择需要根据设备的运行工况、承载能力、成本等方面综合考虑，对于大型堆取料机来说，建议采用球柱联合型式，更好地适应堆取料机的设计和运行工况。

4.2 避免物料堆积

采用了销齿传动，整体结构型式相对复杂一些，由于上方皮带机作业过程中可能洒料，通过回转平台落至门座架上，设计销轮时需要充分考虑该工况，保证足够的间隙，便于及时清理或冲洗，避免由于不便清理导致钢结构受到不正常的腐蚀。

4.3 销轴的固定方式

销齿传动的采用，有效地解决了回转大齿圈圆周力不够的问题，但是回转小齿轮和销轮啮合的过程中会导致销轮上的销轴圆周方向上出现不均匀的磨损，为提高销轴的使用寿命，设计时可以考虑将销轴的固定面做成正三角形，一面出现磨损的时候，可以通过旋转销轴120°继续使用，延长销轴的使用寿命，降低维护成本。

结语

本文通过对两种传统的回转支承的性能分析，并结合大型堆取料机的设计和运行工况，给出采用新型回转支承方式的建议，对设计工程师和设备管理人员在参与大型堆取料机项目的时候具有指导意义。

参考文献

[1]朱孝录.齿轮传动设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2]徐立民，陈卓编.回转支承[M].合肥：安徽科学技术出版社，1988.

[3]邵明亮.斗轮堆取料机[M].北京：化学工业出版社，2007.

中图分类号：TH16

文献标识码：A