Подшипники для конусных дробилок

1. Введение: роль подшипников в конусных дробилках

Конусные дробилки относятся к классу оборудования непрерывного действия и применяются для среднего и мелкого дробления горных пород, руд и строительных материалов. Достигаемая степень измельчения в этих агрегатах составляет от 3 до 8. Подшипниковые узлы конусных дробилок работают в экстремальных условиях: воспринимают значительные радиальные и осевые нагрузки, подвергаются ударным воздействиям, вибрациям и тепловым перепадам.

Надежность работы подшипников напрямую определяет производительность дробилки и межремонтный период эксплуатации. Подшипниковые узлы должны обеспечивать точное позиционирование дробящего конуса относительно неподвижной чаши, передавать крутящий момент от приводного механизма и воспринимать реакции от сил дробления.

2. Классификация подшипников конусных дробилок

В конструкции конусных дробилок применяются различные типы подшипников качения и скольжения. Выбор конкретного типа определяется расположением в механизме, характером воспринимаемых нагрузок и условиями эксплуатации.

2.1. Основные типы подшипников по функциональному назначению

2.2. Подшипники качения и скольжения: сравнительный анализ

В современных конусных дробилках используются как подшипники качения, так и подшипники скольжения. Каждый тип имеет свои преимущества в определенных условиях эксплуатации.

3. Упорные подшипники траверсы и сферического подпятника

3.1. Сферический подпятник дробящего конуса

Сферический подпятник является ключевым опорным элементом дробящего конуса. Конструктивно он представляет собой опору со сферическим бронзовым вкладышем, на которую через направляющий стакан передаются усилия при разрушении материала. Вал дробящего конуса подвешен в точке опоры, а его нижний конец входит в эксцентриковый стакан.

3.2. Упорные роликоподшипники эксцентрикового узла

Осевые нагрузки от веса дробящего конуса и вертикальной составляющей сил дробления воспринимаются упорным цилиндрическим роликоподшипником. В крупногабаритных дробилках применяются специальные конические роликоподшипники, установленные по О-образной схеме.

Упорные шайбы эксцентрика

Эксцентриковый узел опирается на упорные шайбы: верхняя упорная шайба изготавливается из бронзы и закрепляется на нижней части эксцентрика, нижняя упорная шайба выполняется из стали и фиксируется на раме дробилки. Эти элементы предотвращают износ узла от осевого трения.

4. Радиальные подшипники вала дробящего конуса

4.1. Цилиндрические роликоподшипники

Высокие радиальные силы в конусных дробилках воспринимаются двумя цилиндрическими роликоподшипниками, которые располагаются в наружных опорах эксцентрикового узла. Цилиндрические роликоподшипники обеспечивают линейный контакт роликов с дорожками качения, что позволяет передавать значительные радиальные нагрузки.

4.2. Сферические роликоподшипники

Сферические роликовые подшипники изготавливаются по ГОСТ 5721-75 (с асимметричными роликами) и ГОСТ 24696-81 (с симметричными роликами). Общие технические условия регламентируются ГОСТ 520-2011. Особенностью конструкции является способность компенсировать несоосность и угловые отклонения валов до 2-3 градусов. Наружное кольцо имеет сферическую дорожку качения, а бочкообразные ролики располагаются в два ряда под углом друг к другу.

4.3. Особенности установки радиальных подшипников

При монтаже радиальных подшипников критически важно обеспечить соосность посадочных поверхностей. Подшипники с коническим отверстием устанавливаются на конические шейки валов или на закрепительные втулки, что облегчает монтаж и демонтаж. Для фиксации используются гайки со стопорными шайбами.

5. Подшипники эксцентрикового механизма

5.1. Устройство эксцентрикового узла

Эксцентриковый механизм обеспечивает гирационное движение дробящего конуса. В нижнем патрубке станины запрессована бронзовая (биметаллическая) втулка, внутри которой смонтирован вал-эксцентрик с коническим колесом. Эксцентриковый стакан приводится во вращение от электродвигателя через передаточный вал с помощью конической зубчатой пары.

5.2. Подшипники приводного вала

Приводной вал устанавливается на двух подшипниковых опорах. В классической конструкции применяются бронзовые втулки скольжения со смазочными канавками. При установке узла приводного вала необходимо контролировать совпадение штифта в патрубке станины с отверстием на фланце корпуса привода для правильной ориентации смазочных канавок.

6. Бронзовые втулки и подшипники скольжения

6.1. Материалы бронзовых втулок

Бронзовые втулки конусных дробилок изготавливаются из оловянных, алюминиевых и свинцовых бронз. Выбор марки бронзы определяется условиями работы: величиной нагрузки, скоростью скольжения и температурным режимом.

6.2. Баббитовые вкладыши

Сферические подпятники и некоторые втулки выполняются с баббитовой наплавкой. Баббит обеспечивает низкий коэффициент трения и хорошую прирабатываемость, однако имеет ограниченную несущую способность при ударных нагрузках. Контроль состояния баббитовой наплавки производится визуально при плановых ремонтах.

7. Критерии выбора подшипников

7.1. Расчетные параметры

При выборе подшипников для конусных дробилок учитываются следующие факторы: эквивалентная динамическая нагрузка, требуемый ресурс, условия эксплуатации и тип смазки.

7.2. Рекомендации по выбору серии подшипников

7.3. Требования к радиальному зазору

Для подшипников дробильного оборудования рекомендуется увеличенный радиальный зазор группы С3 или С4. Это обусловлено тепловым расширением при работе и необходимостью компенсации погрешностей монтажа. Посадки подшипников на валы и в корпуса выбираются в соответствии с ГОСТ 3325-85 с учетом вида нагружения колец и требуемого класса точности. Для сферических роликоподшипников, работающих в условиях вибрации, применяются специальные исполнения с центрированными по наружному кольцу сепараторами.

8. Системы смазки подшипниковых узлов

8.1. Циркуляционная масляная система

В конусных дробилках применяется циркуляционная система смазки, обеспечивающая подачу масла ко всем подшипниковым узлам под давлением. Система выполняет функции смазывания, охлаждения и удаления продуктов износа.

8.2. Параметры смазки

8.3. Рекомендуемые смазочные материалы

Для циркуляционной смазки подшипников конусных дробилок применяются редукторные и циркуляционные масла с классом вязкости ISO VG 150-320 по ISO 3448 (кинематическая вязкость 150-320 мм²/с при 40°C). Масло должно содержать антиокислительные, противоизносные и антикоррозионные присадки. Рекомендуются масла, соответствующие спецификации DIN 51517-3 (CLP).

9. Техническое обслуживание и диагностика

9.1. Периодичность контроля

9.2. Методы диагностики состояния подшипников

Контроль работы подшипниковых узлов осуществляется комплексно: по температуре смазочного масла на сливе (норма до 65°C), по характеру движения дробящего конуса и по результатам вибродиагностики. Если дробящий конус только покачивается или вращается вокруг собственной оси с частотой не более 15 об/мин, это свидетельствует об удовлетворительной работе сферического подпятника и бронзовой конусной втулки.

9.3. Контролируемые зазоры

10. Характерные неисправности и методы устранения

10.1. Повышенный увлекающий момент во внутреннем подшипнике эксцентрика

10.2. Неисправности цилиндрической втулки эксцентрика

Причины ненормальной работы цилиндрической втулки эксцентрика аналогичны факторам, влияющим на работу конусной втулки. При обнаружении прижога на поверхности необходимо расшабрить втулку в месте повреждения и зачистить сопряженную поверхность вала дробящего конуса.

10.3. Износ упорных шайб эксцентрика

При износе упорных шайб эксцентрика происходит увеличение осевого люфта, что приводит к нарушению зацепления конической зубчатой пары. Регулировка осуществляется с помощью проставочных колец. При значительном износе шайбы подлежат замене.

11. Вопросы и ответы