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對環模制粒機主軸軸承的分析.
 
前言
滾動軸承在使用過 程中按照軸承外圈工作條件的不同可以分為:外圈相對于載荷方向靜止和外圈相對于載荷方向旋轉。對于后者,軸承內圈相對于載荷方向靜止,轉動載荷作用在軸承 外圈。環模制粒機轉子的軸承為該轉動形式,如圖1所示為環模制粒機的轉子組件示意圖,1轉子、2主軸、3軸承,其中,主軸靜止,轉子在動力作用下旋轉,轉 動載荷作用在軸承外圈。對于該傳動形式的軸承通常其外圈與外殼采用緊配合即過盈配合。
環模制粒機在使用過程中其轉子軸承出現的溫升過高、噪音、軸承磨損嚴重及壽命短等現象,滾動軸承內、外圈的配合和徑向工作游隙對此有很大的影響。以下對滾動軸承內、外圈的配合和徑向工作游隙進行分析。
1 配合
1.1軸承外圈與外殼孔的配合
軸承外圈與外殼孔 的配合為過盈配合,但選用較小過盈量安裝時,外圈受載荷旋轉時,軸承滾動體與滾道產生磨擦,軸承和外殼都要受熱膨脹,但由于膨脹系數和散熱速度的不同,當 外殼膨脹程度大于軸承外圈時,過盈量會減小,軸承外圈和外殼孔間會產生沿圓周方向有害的相對滑動,這種現象稱為蠕變現象,一旦發生蠕變,在配合面上就會發 生明顯的磨損和軸承外圈或外殼損傷。因此,軸承外圈與外殼孔的配合必須滿足最小過盈量Ymin。
另外,過盈量也不宜過大,軸承在工作負載的作用下,而引起軸承徑向游隙減小,游隙減小會引起軸承發熱,溫度升高,同時,過盈量偏大也會給軸承的安裝和拆卸帶來困難,因此,根據所受載荷情況選擇適當的過盈量。
1.2軸承內圈與軸的配合
通常軸承內圈與軸配合為間隙配合,配合間隙的大小取決于軸承所受載荷、軸承外圈與殼孔的配合以及軸承游隙的選擇。同時,內圈與軸的配合也會影響軸承徑向工作游隙。
2徑向工作游隙
游隙是滾動 軸承配合的一個重要的參數,它直接影響軸承的載荷分布、振動、噪聲、磨損、溫升、使用壽命和機械運轉精度等技術性能。軸承基本額定動負荷是隨著游隙大小而 變化的。工作游隙過大,受力的滾動體個數減少,軸承承載能力會降低,滾動接觸面應力增大,軸承的運轉精度下降,振動和噪聲增大,軸承使用壽命縮短;工作游 隙過小,會引起軸承發熱,溫度升高,甚至使軸承在運轉過程中發生咬死現象。
滾動軸承徑向工作游隙的影響因素:
6)        軸承外圈與外殼孔為過盈裝配,因此,在配合面處產生裝配應力,外圈發生彈性變形外圈內滾道向內收縮,從而引起徑向游隙減??;
7)        工作負載作用下,轉動載荷作用在軸承外圈,徑向力使外圈產生彈性接觸變形而收縮,從而引起徑向工作游隙減??;
8)        軸承工作時因溫度升高對徑向工作游隙的影響,溫度升高使得軸承內圈發生膨脹,使得徑向工作游隙減??;軸承外圈和外殼都要受熱膨脹,但由于材質的不同使得膨脹系數不同,以及散熱速度影響二者膨脹程度,外圈膨脹小與外殼,徑向工作游隙減小,反之,徑向工作游隙增大;
9)        軸承在運行時,潤滑脂會在滾動體與內、外圈形成彈性流體動壓油膜承擔負載,油膜厚度的存在會使徑向游隙減小,動壓油膜厚度跟潤滑脂的粘度有關。
3.實例應用
某型號環模 制粒機,主軸軸徑d,外殼內孔徑D,軸承為SKF球面滾子軸承,軸承標準游隙95~145μm,主軸軸徑d的上偏差0,下偏差-25μm,外殼內孔徑D的 上偏差-14μm,下偏差-60μm。軸承外圈與外殼內孔為過盈配合,軸承內圈與軸的配合為過渡配合,設備在使用過程中,會出現軸承溫升過高,軸承使用壽 命短等現象。對轉子主軸軸徑d的公差帶作了修正,改為間隙配合,情況得到改善,軸承溫升在正常范圍,軸承運轉正常。
原因分析, 由于初始軸承外圈與外殼孔為過盈配合,內圈與軸為過渡配合,軸承在工作負載作用下,徑向力使外圈產生彈性接觸變形而收縮,從而引起徑向工作游隙減??;內圈 在徑向力作用下產生收縮變形,徑向工作游隙增大,但由于最初為過度配合,變形很小,徑向工作游隙增加量很小,此時徑向工作游隙小于軸承正常運轉所需的最小 游隙,因此,出現軸承溫升過高現象。增大軸承內圈與軸徑配合間隙后,內圈在徑向力作用下產生收縮變形,徑向工作游隙增大,此時徑向工作游隙滿足軸承正常運 轉所需的最小游隙,當軸承經過一段時間的運行磨合,使軸承內、外圈軸的溫度相對穩定,徑向工作游隙也隨之穩定,最終軸承達到穩定運行。因此,選取合適的軸 承內圈與軸徑配合間隙大小對環模制粒機轉子軸承的正常運是十分必要的。
4結論
滾動軸承內、 外圈的配合選取和徑向工作游隙大小對環模制粒機轉子軸承的正常運行起很重要作用,以上影響因素間存在相互影響,因此在做類似結構設計時,根據軸承的承載情 況,確定合適的軸承徑向游隙大小,要綜合考慮軸承內、外圈在過盈配合安裝以及徑向力作用下的彈性變形,溫升引起的軸承內、外圈及外殼的膨脹,動壓油膜厚度 等因素對軸承徑向游隙的影響,選取合適的軸承外圈與殼孔的配合、軸承內圈與軸的配合。
環模的選用、使用和維護應考慮什么
 

國民經濟的增長,人民生活水平的提高,市場對各種飼料的需求不斷上升,飼料廠 對顆粒機主要易損件——環模的需求也不斷增長,其質量的好壞直接影響飼料生產者的生產成本和飼料顆粒品質。據不完全統計,環模損耗費占整個生產車間的維修 費的30%以上,飼料顆粒品質的好壞更是對飼料的銷售產生極大的影響??梢?,如何對環模進行正確選用、合理使用和有效的維護對飼料生產者來說是極關重要 的。
環模是一種多孔性環形易損件,壁薄,??酌懿?,裝配尺寸精度高。工作時,飼料在旋轉的環模及壓輥的擠壓下,從內壁通過??紫蛲獬蓷l狀擠出,再由切刀切成所需長度的顆粒。下面對環模選用、使用及維護作些淺析,以供大家參考。

一、環模的選用

環模一般由碳鋼或合金結構鋼,或者不銹鋼經鍛造,機加工、鉆??准盁崽幚淼裙?序制做而成。目前,國內市場流行的環模有高有低,其主要原因是在選材、工序選用和控制等方面的不同造成的。國內一些小廠生產的環模主要由碳鋼或合金結構鋼 經鍛造,麻花鉆鉆削???,再經普通熱處理加工而成。這樣的環模在生產過程中通常出現這樣或那樣的問題,如新模裝機需經長時間的洗模工序,能耗高,產量低, 顆粒品質差及爆模等現象。另外還有一個更為嚴重的問題就是使用壽命低,不耐磨,據一項調查顯示,利用這些環模生產的飼料中鐵含量較高,從而極大影響了飼料 的配方,這一結果主要是由環模的耐磨性差所造成的。
市場經濟的不斷發展,中國世貿組織的加入,只有價廉物美的飼料才具有市場競爭力。對于飼料生產者來說,降低生產成本和提高飼料顆粒品質是迫切需要的,而這 些品質的高低很大程度上由環模的品質進行根本保證。根據環模的工作狀況,飼料生產者應選用那些選材合理、設備先進及工藝合理的生產廠生產的環模。應選用不 銹鋼制環模,環模選用不銹鋼鍛坯,是環模使用壽命高的本質保證;應選用經槍鉆加工的???,利用多工位槍鉆對??走M行加工,能保證??坠饣?,不會形成歪孔 (即??字行木€與環模圓周中心線不同軸),從而達到環模出料快,顆粒品質好(顆粒表面光滑,顆粒均勻,飼料粉化率小等)等特點;應選用經真空熱處理的環 模,對環模進行真空熱處理是對前幾工序加工品質的進一步保證,它保證了環模材料的高耐磨性、高強度,以及對??椎墓饣冗M行了有效的保護(避免了??椎难?化)。
綜上所述,合理選用優質的環模是飼料生產者降低生產成本、提高顆粒品質的關鍵。

二、環模的使用

首先,在選用優質環模的前提下,應根據生產飼料品種、配方及產量選用合適的模 孔形式、開孔率及壓縮比(壓縮比=??椎挠行чL度/??字睆剑?。一般來說,直形孔和階梯形孔適于加工配合飼料;外錐形孔適合加工脫脂糠等高纖維的飼料;內 錐形孔宜加工草粉料類比重輕的飼料。在保證環模強度的前提下,盡量提高環模的開孔率,對于有些品種的飼料,在保證合理壓縮比的條件下,環模過于壁薄,以致 環模強度不夠,生產中會出現爆?,F象,此時應當在保證??子行чL度的前提下,增加環模的厚度和增開減壓孔。通常來說,含谷物高的配合飼料宜選8-12.5 之間的壓縮比;熱敏感飼料及尿素飼料宜選用5-8之間的壓縮比;含天然蛋白質高的濃縮飼料適于選用5-11之間的壓縮比;奶牛配合飼料適宜選用7~15之 間的壓縮比。另外還可以在考慮飼料基本配方后,依據生產者自己要求的飼料品質調整具體的壓縮比,比如選用稍低的壓縮比對于增加產量、降低能耗、減輕環模的 磨損等有利,但是這樣一來將會降低飼料的品質,如顆粒不夠結實,外觀松散長短不一,飼料的粉化率高,反之,則對顆粒品質有利(顆粒外觀光滑而有光澤,粉化 率?。?,但會增加產品的生產成本。
其次,環模與壓輥之間工作間隙合理與否對環模的有效使用具有重要影響。一般來說,環模與壓輥之間的間隙為0.1-0.3之間,以實踐經驗來說,用手扳動環 模旋轉的同時,壓輥達到似轉非轉的狀態為佳。那么,如何調整環模與壓輥之間的間隙呢?通過我們的實踐經驗得知,當新模裝機后,首先,松動壓輥調節螺栓將壓 輥調整到壓輥外圓面緊靠環模內圓面的狀態;其次,依次調整壓輥偏心軸使各壓輥與環模之間間隙適當,預緊調節螺栓,扳動環模,逐步調節間隙,使壓輥達到似轉 非轉的工作狀態,最后緊固調節螺栓。當新模裝機時,通常要求環模與壓輥之間間隙比您所需要的稍大,這有利于新環模與舊輥之間的平穩過渡,等新模與舊輥完成 一定的磨合期以后,可以將間隙調整到您所需要的間隙。在使用中,都是保環模而犧牲壓輥,因為環模的價格是壓輥價格的十幾倍甚至幾十倍,所以在使用中,在選 用合理間隙的情況下,壓輥的硬度不能太高,也就是說,壓輥的耐磨性不能比環模的耐磨性高。
環模在生產過程中,對所使用的物料要求進行必要清理,避免物料混有大塊砂石、砂粒、鐵塊、螺栓及鐵屑等硬顆粒。因為這些夾雜加速了環模的磨損,而且大量的、大硬夾雜將造成環模多次受力,使環模產生疲勞,當某次受力超過環模的強度極限時,環模將出現爆?,F象。
最后,操作者在新裝或更換環模時,對于通過錐面裝配的環模來說,新裝模時,要求避免造成錐面的碰傷及刮傷,并對其錐面及其配合傳動輪緣錐面進行必要清理, 涂油裝配。更換環模時,拆卸,不碰傷及刮傷錐面,涂油保護。對于經常需更換環模的顆粒機來說,要求定期對傳動輪緣進行檢查,防止其過度磨損而導致模具定心 銷的斷裂,因為過度的磨損將會影響環模與輪緣之間的配合,配合不緊,當環模工作時將對模具定心銷產生剪切力而導致斷裂,當產生這種情況后,千萬不要誤認為 是銷的強度不夠而換成高強度的銷,最終只能導致環模損壞和安全銷經常性的斷裂。因此,對環模的配合錐面及配合的傳動輪緣的錐面進行保護和定期的檢查是相當 必要的。對于抱箍式裝配的環模來說,對其裝配面及其配合的元件的保護與檢查也是相當必要的。當壓輥使用一段時間后,會出現磨損現象,影響了與環模的配合精 度,從而影響了環模的生產產量,應對其進行必要的修理或更換新的環模。

三、環模的基本維護

俗話說,磨刀不誤砍柴工。對環模進行合理的維護保養是環模經濟、有效使用的一部分。
在生產過程中,操作者經常發現,環模在使用過程中,通常會出現堵塞、磨損、封口及內翻等現象,這時,如果不對其進行必要維護,將造成產量降低,能耗增加,甚至不出料等現象。此時,對環模進

行基本維護的方法是,先將環模工作內圓面進行磨平,然后進行倒角。
當更換環模時,要求趁熱模將含油物料充填???,以便下次生產時使環模達到最佳狀態。
綜上所述,只有對環模進行正確選用、合理使用和有效的維護,才能降低成本,提高效率,創造顆粒品質,增強產品市場競爭力,迎接挑戰,為企業創造更多的經濟效益。
 

顆粒飼料機的常見故障及排除方法

故障現象

一 . 產量過低(甚至不出粒)


故障原因

1 . 平模初次使用??坠鉂嵍炔?;2 . 物料含水率過高或過低;3 . 壓輥與平模間隙過大;4 . 壓輥或平模磨扣嚴重;5 . 三角帶打滑或老化。

排除方法

1 . 用含油料研磨潤滑,工作一段時間產量即提高; 2 . 調節物料含水率;3 . 調整壓緊螺栓;4 . 張緊或更換三角帶

二、  顆粒中含粉過多
 故障原因

1 . 含水率低;2 . 平模過度磨損、厚度過小。

排除方法

1 . 提高含水率;2 . 更換親平模。

三、  顆粒表現粗糙

故障原因  

排除方法 

1 . 含水率高;2 . 平模初次使用。

排除方法

1 . 降低含水率;2 . 用含油料反復研磨。

四、響聲異常

故障原因

1 . 落入硬質雜物;2 . 軸承損壞;3 . 零部件松動。

排除方法 

1 . 停機清除異物;2 . 更換軸承;3 . 緊固零部件。

五、突然停車

故障原因  

1 . 負荷過大(甚至保險絲熔斷);2 . 有異物進入腔內。


1 . 適當加大壓輥與平模間隙更換保險絲;2 . 停機清除異物。

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