螺旋输送机新型吊轴承的设计与应用.pdf

年第 期硫磷设计与粉体工程 ：螺旋输送机新型吊轴承的设计与应用李 霞，王素会，李正峰（江苏省惠山中等专业学校，江苏 无锡；南通理工学院，江苏 南通）摘 要：现有螺旋输送机的吊轴承普遍存在使用寿命低、维修维护费用高、润滑剂外溢污染物料等问题。介绍了一种新型吊轴承的结构和特点，以及与连接轴配对的尼龙套材质的选择。经用户使用实践证明，该新型吊轴承具有缓冲减振、噪声低、维修操作容易、维护维修成本低、对物料无污染等优点，且使用寿命是采用粉末冶金轴瓦的 倍，值得推广应用。关键词：螺旋输送机；吊轴承；结构改进；应用中图分类号：文献标识码：文章编号：（）概述螺旋输送机是粉粒状物料输送的常用设备，适合远距离输送，生产效率高，可应用于多种生产场合。目前我国制造的螺旋输送机主要有 型和 型，其中 型是我国最早确定的通用型运输机械设备。当输送距离超过 时，为防止螺旋轴过度挠曲，应设置中间吊轴承。现有吊轴承多采用粉末冶金轴瓦或滚动轴承，普遍存在使用寿命低，维修维护费用高，润滑剂外溢污染物料等问题。因此对吊轴承结构进行改进，是保证螺旋输送机长期稳定运行、节省维修费用的关键。经过调研和试验，笔者研制了一种螺旋输送机的新型吊轴承，用钢尼龙摩擦副取代现有吊轴承的滑动摩擦副或滚动摩擦副，从而解决了现有吊轴承结构的不利影响。螺旋输送机的结构组成典型的螺旋输送机结构如图 所示，主要是由电动机、皮带传动、减速机、机壳、螺旋轴、头部轴承、尾部轴承及吊轴承等部分组成。为了使螺旋轴处于较为有利的受拉状态，一般都将驱动装置和卸料口安放在同一端，而把进料口尽量放在另一端的尾部附近。螺旋轴上焊有螺旋叶片，轴两端由头部轴承和尾部轴承支撑，中间由若干个吊轴承支撑。图 典型的螺旋输送机结构示意螺旋输送机的工作原理是：电动机驱动螺旋轴旋转时，带动螺旋轴上的螺旋叶片转动，由于物料的重力及其与壳体内壁所产生的摩擦力，推动着物料沿着输送机的槽底向前移动。现有吊轴承结构及存在问题当螺旋输送机的输送长度超过 时，螺旋轴需要分段制造，每段之间通过连接轴进行连接。一般在连接部位设置吊轴承，对螺旋轴起到支撑作用。现有吊轴承的轴承以采用粉末冶金轴瓦结构为主，也有采用滚动轴承的。粉末冶金轴瓦的吊轴承采用粉末冶金轴瓦的吊轴承属于含油轴承，采用对开式结构，如图 所示。图 采用粉末冶金轴瓦的吊轴承结构示意该吊轴承具有多孔性，在热油中浸泡一定时间后孔隙中充满润滑油，工作时由于轴颈转动的抽吸作用和轴承发热后油的膨胀作用，润滑油被挤出与轴接触形成油膜，从而达到润滑作用，因此含油轴承具有自润滑性。而且，这种吊轴承的安装和拆卸都比较方便，轴瓦与连接轴的间隙可调整，可自动调心，并具有噪音低、能耗低等优点。但在运转中因注油杯中的润滑油要经常注入连接轴与轴瓦之间进行润滑，而输送的物料都是粉粒状或小块物料，在输送机运转一段时间后，密封毡圈因磨损起不到应有密封作用，微粉很容易被挤入吊轴承的连接轴与轴瓦之间，与润滑油混合后形成非常坚硬的油泥，相当于起到了研磨剂作用，从而加速了轴与轴瓦间的磨损。因此，采用粉末冶金轴瓦的吊轴承使用寿命很短，有的使用不到一个月就需要维护或者更换，影响装置的连续生产，降低了生产效率。滚动轴承采用调心球轴承的吊轴承属于滚动轴承，其结构如图 所示。由于滚动轴承自身运动的特点，其摩擦力远远小于滑动轴承，功率消耗小，节能效果显著，使用寿命长；滚动轴承尺寸标准，便于安装拆卸，维修方便；调心球轴承能实现自动调心，特别是在满负荷起动时，它还具有起动快等优点。但是滚动轴承作为吊轴承，其缺点也很明显，如对密封和润滑的要求更高，这是因为吊轴承处于灰尘环境中，一旦密封出了问题，漏油会污染物料，且微粉会进入调心球轴承，导致轴承很快损坏或者卡死。图 采用调心球轴承的吊轴承结构示意 新型吊轴承 设备结构为了解决轴承易磨损、卡死等问题，笔者对吊轴承进行改进设计，用钢尼龙摩擦副取代现有吊轴承的滑动摩擦副或滚动摩擦副，使连接轴与尼龙套形成滚动接触。新型吊轴承结构如图 所示。图 新型吊轴承结构示意新型吊轴承的支撑架呈 字形，支撑架下端设有圆孔，圆孔的两侧放置尼龙环和保持架，并通过螺栓、圆螺母、平垫圈将其连接在一起；保持架另外两个圆孔左右对称设置于连接轴的下侧，两个保持架硫磷设计与粉体工程 年第 期之间用销轴隔开，尼龙套与销轴间隙配合，尼龙套外表面与连接轴形成滚动摩擦。设备特点与传统滑动吊轴承和滚动吊轴承相比，新型吊轴承具有以下特点。维修方便，成本低新型吊轴承与壳体的连接方式与现有技术相同，支撑架的两端通过螺栓连接固定于壳体上。当尼龙套磨损后，拧开圆螺母，抽出螺栓，松开支撑架两侧的保持架，就可取下套有尼龙套的销轴，更换上新的尼龙套，再反向操作安装上就可。且尼龙便宜，也降低了维修成本。缓冲减振，噪声低尼龙套与连接轴滚动接触，改善了受力状态，可缓冲减振，运行时噪声低；套在螺栓上的尼龙环对连接轴的径向跳动有压紧作用，保证连接轴与尼龙套的可靠接触。对物料无污染新型吊轴承用钢尼龙摩擦副取代现有吊轴承的滑动摩擦副或滚动摩擦副，不需要使用润滑油，从根本上规避了润滑油脂对物料污染的可能。磨损少，使用寿命长另外尼龙套外圆柱面设有环形槽，混杂在物料中的硬质微粒会挤入环形槽中落下，物料也不会黏附在轴上，减轻对尼龙套和连接轴的损坏；尼龙套本身也可在销轴上转动，使磨损更加均匀。尼龙材料的选择尼龙质量轻、易加工、自润滑性强等，被广泛应用于齿轮、凸轮和轴承等摩擦组件和注塑成型组件。在尼龙 系列中，机械强度高，结晶度高，故刚性、硬度、耐热性能好，屈服强度较 更大，摩擦系数小，抗开裂性能好。新型吊轴承用钢尼龙摩擦副取代现有吊轴承的滑动摩擦副或滚动摩擦副，其连接轴选择的是调质处理的 钢，具有良好的综合机械性能。由于吊轴承所需要的尼龙材料与金属轴产生摩擦，故尼龙材料的选取以其干摩擦特性为主要依据。陈平等人研究发现，选用最佳工况条件，减少尼龙 受到的载荷，提高连接轴 钢材料的表面粗糙度，可减少摩擦磨损。而且用玻璃纤维为增强剂，可增强 的力学性能、硬度、蠕变性、尺寸稳定性和耐热性能等。张志军等人研究发现，当 的增强料、增容剂、硅酮粉的质量比为 时，制备的 复合材料的力学性能和耐磨性能均比较优良。综合考虑，该新型吊轴承用的尼龙套选用了增强耐磨 复合材料。结束语经某饲料厂的对比试验证明，新型吊轴承采用钢尼龙摩擦副，是软磨硬摩擦，连接轴可以长期使用，其使用寿命是粉末冶金轴瓦材料的 倍；新型吊轴承最易磨损的部件是尼龙套，尼龙材料价格低廉，且更换操作简单方便，故维修成本很低，可节约维修费用 以上。但该吊轴承不适宜用于输送水分大、黏性强和具有摩琢性物料的场合。吊轴承是螺旋输送机最易磨损的部位，其使用寿命直接影响到装置的长周期稳定运行，也影响到生产成本。新型吊轴承具有缓冲减振，噪声低，维修操作容易，维护维修成本低，对物料无污染等优点，而且其安装尺寸与同规格吊轴承相同，可以直接更换，较常规滑动吊轴承和滚动吊轴承优势明显。目前该吊轴承已获得实用新型专利授权，专利号为 ，并委托溧阳市振和机械制造有限公司制造，具有推广应用价值。参考文献：李小东螺旋输送机的设计优化与应用实践科技创新与应用，（）：张钧粉粒物料垂直螺旋输送机吊轴承的改进硅谷，（）：李正峰，王素会一种改进的螺旋输送机连接轴的支撑装置：，陈 平，王朋飞，乔小溪 钢 配副干滑动摩擦磨损性能研究摩擦学学报，（）：张永 复合材料摩擦性能研究上海塑料，（）：张志军，戴文利，刘爱学增强耐磨 复合材料的研制及应用工程塑料应用，（）：作者简介：李 霞（），女，江苏无锡人，讲师，工学学士，主要从 事 机 电 一 体 化 技 术 研 究，电 话：，：。（收稿日期：）年第 期 李 霞，等螺旋输送机新型吊轴承的设计与应用 ，；，（），：；，（，；，）：，；，：；（，）：，：；，（，；，）：，：；（），）：（），：；，（，）：，：；（，）：，“（）”，：；