Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Опорные ролики представляют собой ключевые конструктивные элементы вращающегося оборудования, применяемого в дробильно-сортировочном, цементном, химическом и металлургическом производствах. Данные узлы обеспечивают надежную опору для барабанов сушильных установок, барабанных грохотов, вращающихся печей и холодильников.
Основное назначение опорных роликов заключается в восприятии весовой нагрузки от вращающегося барабана с материалом и обеспечении его свободного вращения с минимальным сопротивлением. Конструктивно опорные ролики работают в паре с бандажами, установленными на корпусе барабана, образуя роликоопору.
Опорная роликовая станция состоит из двух блоков опорных роликов, смонтированных на общей раме. Каждый блок включает непосредственно опорный ролик, напрессованный на вал, который устанавливается на две опоры с подшипниками качения в корпусах.
Опорный ролик представляет собой массивный цилиндрический элемент, ширина которого обычно превышает ширину бандажа. Диаметр опорных роликов принимается в 3-4 раза меньше наружного диаметра бандажа, что обеспечивает оптимальное соотношение контактных напряжений и износостойкости.
Ролики устанавливаются таким образом, чтобы угол между ними составлял порядка 60 градусов (по 30 градусов от вертикальной оси). Такое расположение обеспечивает необходимую устойчивость барабана и оптимальное распределение нагрузки между роликами.
При центральном угле 2α = 60 градусов:
Нагрузка на каждый ролик: R = G / (2 × cosα)
где G - вес барабана с материалом, α = 30 градусов
R = G / (2 × 0,866) = 0,577 × G
Воспринимают радиальную нагрузку от веса вращающихся частей барабана и материала. Устанавливаются на всех опорных станциях и несут основную физическую нагрузку. Изготавливаются из высокопрочных материалов с повышенной износостойкостью.
Предназначены для ограничения осевого смещения барабана, установленного под наклоном к горизонту. Один из бандажей снабжается двумя упорными роликами, представляющими собой диски, закрепленные на осях с обеих сторон бандажа. Упорные ролики могут быть сферическими или коническими.
Применяются в системах фрикционного привода, где вращение передается от приводных роликов через бандажи за счет сил трения. Для обеспечения надежной работы все четыре опорных ролика могут быть выполнены ведущими, соединенными трансмиссионными валами.
Выбор типа подшипников для опорных роликов определяется условиями эксплуатации, величиной и характером нагрузок, требуемым ресурсом работы. В современных конструкциях преимущественно применяются подшипники качения (ГОСТ 520-2011), обеспечивающие низкий коэффициент трения и высокую надежность.
Наиболее распространенный тип для тяжелонагруженных опорных роликов (ГОСТ 5721-75). Конструкция с бочкообразными роликами и сферической дорожкой качения наружного кольца позволяет компенсировать несоосность и перекосы валов. Выдерживают значительные радиальные и умеренные осевые нагрузки.
Для сушильного барабана диаметром 2,5 м и длиной 12 м при массе барабана с материалом около 80 т применяются сферические роликовые подшипники серии 23000 или 24000 с внутренним диаметром от 180 до 280 мм.
Применяются в случаях, когда требуется воспринимать высокие радиальные нагрузки при отсутствии существенных осевых сил. Обеспечивают максимальную грузоподъемность при заданных габаритах, однако чувствительны к перекосам вала.
Используются парно в О-образной или Х-образной схеме установки для восприятия комбинированных радиально-осевых нагрузок. Требуют регулировки осевого зазора при монтаже и в процессе эксплуатации.
Подшипники опорных роликов устанавливаются в разъемные корпуса, обеспечивающие удобство монтажа и демонтажа. Корпуса изготавливаются литьем из серого чугуна СЧ20-СЧ25 (ГОСТ 1412-85) или высокопрочного чугуна ВЧ40-ВЧ50 (ГОСТ 7293-85) и оснащаются системами уплотнения для защиты от загрязнений.
Выбор материала для опорных роликов определяется условиями эксплуатации и требуемым ресурсом работы. Рабочая поверхность ролика должна быть менее твердой, чем поверхность бандажа, что обеспечивает преимущественный износ более дешевого и легко заменяемого элемента.
Бандажи изготавливаются из более прочных материалов, чем ролики. Применяются стали марок Ст5, Ст6, 40, 45 с термической обработкой до твердости 220-280 HB. Поверхность бандажа подвергается механической обработке для обеспечения требуемой точности геометрии.
Правильная установка опорных роликов обеспечивает прямолинейность оси вращения барабана, что является обязательным условием нормальной работы оборудования. Регулировка выполняется по нескольким параметрам.
Регулируется поворотом осей опорных роликов в горизонтальной плоскости. При развороте ролика возникает осевая составляющая силы, перемещающая барабан вдоль оси. Направление и величина перемещения зависят от угла разворота и знака угла относительно оси барабана.
При развороте оси ролика по часовой стрелке (если смотреть сверху) барабан смещается в направлении от наблюдателя. Величина осевой силы пропорциональна углу разворота и радиальной нагрузке на ролик.
Регулируется установкой прокладок под корпуса подшипников или перемещением роликов по вертикальным пазам рамы. Высота установки роликов должна обеспечивать заданный центральный угол между роликами.
Опорные ролики устанавливаются с номинальным уклоном, соответствующим уклону барабана (обычно 3-4 см/м). Наклон оси вращения барабана и осевых линий опорных роликов в вертикальной плоскости должен быть одинаковым.
При выверке вращающегося барабана должны выполняться следующие условия: прямолинейность оси вращения, прямолинейность геометрической оси ненагруженного корпуса, параллельность осей опорных роликов оси вращения, соответствие угла наклона печи углу наклона фундаментных рам.
Регулярное техническое обслуживание опорных роликов обеспечивает их безаварийную работу и продление ресурса. Основные работы включают контроль состояния рабочих поверхностей, смазку подшипников и проверку крепежных соединений.
Для смазки подшипников опорных роликов применяются пластичные смазки на основе литиевого или кальциевого загустителя с минеральными или синтетическими маслами. Выбор смазки определяется рабочей температурой и условиями эксплуатации. Основные смазки регламентируются ГОСТ 21150-87 (Литол-24) и ГОСТ 6267-74 (ЦИАТИМ-201).
Диагностика геометрического состояния вращающегося барабана и его опорных узлов выполняется для определения фактического положения элементов и выработки рекомендаций по регулировке. Современные методы позволяют проводить измерения как на остановленном, так и на работающем оборудовании.
Выполняется на остановленном и остывшем оборудовании с использованием геодезических приборов. Определяется положение осей бандажей, роликов, привода относительно проектного положения. Требует остановки производства.
Проводится на работающем оборудовании с применением лазерных измерительных систем. Позволяет определить фактическое положение элементов в рабочих условиях без учета температурных поправок. Не требует остановки технологического процесса.
Комплекс работ по выверке включает: определение несоосности центров поперечных сечений бандажей, определение положения и ориентации осей вращения роликовых опор, контроль межцентренного расстояния шестерен венцовой пары, измерение радиальных и осевых биений венцовой шестерни, определение положения фундаментных рам относительно проектного.
В процессе эксплуатации опорных роликов возникают различные дефекты, вызванные износом, нарушением режимов работы или неправильной установкой. Своевременное выявление и устранение дефектов предотвращает аварийные остановы.
Механическая обработка рабочих поверхностей опорных роликов и бандажей выполняется шлифовкой без демонтажа с использованием переносного оборудования. Данный метод позволяет восстановить геометрическую точность контактных поверхностей непосредственно на объекте.
Результатом комплекса восстановительных работ является продление срока службы опорных узлов, повышение коэффициента использования оборудования, снижение аварийности и внеплановых остановов.
Оптимальным считается угол между осями роликов 60 градусов (по 30 градусов от вертикальной оси). При таком расположении обеспечивается устойчивость барабана и равномерное распределение нагрузки. Нагрузка на каждый ролик составляет примерно 0,577 от общей вертикальной нагрузки.
Диаметр опорных роликов принимается в 3-4 раза меньше диаметра бандажа для обеспечения оптимального соотношения контактных напряжений. При меньшем диаметре ролика снижается площадь контакта, но увеличивается число оборотов при том же окружном перемещении бандажа, что обеспечивает более равномерный износ и снижает требуемые габариты подшипников.
Для большинства применений рекомендуются сферические двухрядные роликовые подшипники. Они обеспечивают высокую радиальную грузоподъемность, воспринимают умеренные осевые нагрузки и компенсируют несоосность до 2-3 градусов. Для особо тяжелых условий могут применяться цилиндрические роликовые подшипники в сочетании с упорными.
Периодичность смазки зависит от условий эксплуатации. При стандартных условиях пополнение смазки выполняется ежемесячно, полная замена - ежегодно. При повышенной температуре или запыленности периодичность сокращается. Контроль уровня и состояния смазки следует проводить еженедельно. Смазка заполняет 1/3-2/3 объема подшипника. Для стандартных условий применяется Литол-24 (ГОСТ 21150-87) с рабочим диапазоном -40...+120 градусов C, для низких температур - ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267-74) с диапазоном -60...+90 градусов C.
Наиболее распространенным материалом является серый чугун марок СЧ15-СЧ25 (ГОСТ 1412-85) с твердостью 130-250 HB, обеспечивающий достаточную прочность при относительно низкой твердости. Для тяжелых условий применяются стали 35, 40, 45 (ГОСТ 1050-2013) или легированные стали 40Х, 40ХН. Для особо нагруженных узлов используется высокопрочный чугун ВЧ40-ВЧ50 (ГОСТ 7293-85). Ролик должен быть мягче бандажа, чтобы обеспечить преимущественный износ более дешевого элемента.
Осевое положение барабана регулируется разворотом осей опорных роликов в горизонтальной плоскости. При развороте возникает осевая составляющая силы трения, перемещающая барабан вдоль оси. Направление перемещения зависит от направления разворота ролика. Также применяются упорные ролики для ограничения осевого хода.
Несоосность бандажей даже в пределах 2 мм приводит к ряду негативных последствий: повышенному износу рабочих поверхностей бандажей и роликов, перегрузке подшипников, увеличению расхода энергии на вращение, ускоренному разрушению футеровки и корпуса барабана, возможной аварийной остановке технологической линии.
Горячая (динамическая) выверка включает: определение оси вращения по бандажам, измерение несоосности бандажей, определение разворотов и уклонов опорных роликов, контроль диаметров бандажей и роликов, измерение подбандажных зазоров, определение радиальных и торцевых биений. Измерения выполняются на работающем оборудовании лазерными приборами.
Износ определяется по нескольким признакам: уменьшение диаметра ролика относительно номинального, неравномерность профиля по ширине, наличие борозд и рисок на поверхности, изменение зазора между бандажом и роликом. Измерения выполняются микрометражом или лазерными приборами при остановке или на ходу.
Да, современные технологии позволяют выполнять механическую обработку рабочих поверхностей роликов и бандажей непосредственно на объекте с помощью переносного шлифовального оборудования. Также возможно восстановление посадочных мест под подшипники методом электродугового напыления с последующей обработкой.
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
Отказ от ответственности: Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Автор и издатель не несут ответственности за любые последствия, возникшие в результате применения изложенной информации. Перед выполнением работ по монтажу, регулировке и обслуживанию опорных роликов необходимо руководствоваться проектной документацией, инструкциями производителя оборудования и действующими нормативными документами. Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением требований охраны труда и промышленной безопасности.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.