Подшипники сушильных барабанов песка для ССС

Конструкция сушильных барабанов песка

Сушильные барабаны представляют собой вращающиеся цилиндрические аппараты, применяемые на заводах по производству сухих строительных смесей для снижения влажности песка. Конструктивно барабан состоит из цилиндрического корпуса, установленного на опорную систему под углом 3-5 градусов к горизонтали. Вращение барабана осуществляется со скоростью от 3 до 8 оборотов в минуту, что обеспечивает равномерную обработку материала.

Опорная система барабана включает бандажи, опорные и упорные ролики, образующие опорно-упорную станцию. Бандажи представляют собой кольца прямоугольного профиля, приваренные к корпусу барабана и служащие для передачи нагрузки на опорные ролики. На загрузочной стороне барабана устанавливается упорная станция, предотвращающая осевое смещение конструкции.

Опорные ролики сушилок: конструкция и функции

Опорные ролики выполняют критически важную функцию поддержания вращающегося барабана и воспринимают основную массу конструкции вместе с загрузкой. Каждый сушильный барабан опирается на четыре опорных ролика, установленных попарно на каждом бандаже. Ролики монтируются на общей фундаментной плите, образующей опорную станцию.

Конструктивно опорный ролик состоит из бочки, насаженной на ось, которая устанавливается в двух подшипниковых опорах. Бочка ролика изготавливается из кованой стали и подвергается термоупрочнению для увеличения износостойкости. Диаметр опорных роликов варьируется от 400 до 1200 миллиметров в зависимости от размеров барабана.

Требования к установке опорных роликов

Правильная установка опорных роликов критична для обеспечения стабильной работы сушильного барабана. Оси роликов должны быть строго параллельны оси барабана, допустимое отклонение не превышает 0,5 миллиметров на метр длины. Опорные колеса на загрузочной стороне выполняются с более широкой поверхностью контакта для компенсации теплового расширения барабана.

Упорные подшипники в сушильных барабанах

Упорные ролики предназначены для предотвращения осевого смещения сушильного барабана вдоль оси вращения. Упорная станция устанавливается на одном из бандажей и состоит из двух упорных роликов, расположенных с противоположных сторон бандажа. Каждый упорный ролик представляет собой стальной диск, закрепленный на оси с подшипниковыми опорами.

Упорные подшипники воспринимают односторонние осевые нагрузки, возникающие от наклона барабана, неравномерности загрузки и температурного расширения конструкции. Осевая нагрузка на упорную станцию может составлять до 15 процентов от радиальной нагрузки на опорные ролики. Для упорных роликов применяются специальные сферические роликоподшипники, обладающие способностью к самоустановке.

Типы подшипников для опорных роликов

Сферические роликовые подшипники

Основным типом подшипников, применяемых в опорных роликах сушильных барабанов, являются сферические двухрядные роликовые подшипники согласно ГОСТ 5721-75 и ГОСТ 24696-81. Эти подшипники состоят из наружного кольца со сферической внутренней поверхностью и внутреннего кольца с двумя рядами бочкообразных роликов.

Сферические роликоподшипники обладают способностью к самоустановке, компенсируя перекосы валов до 2-3 градусов без снижения грузоподъемности. Данная особенность критична для сушильных барабанов, где неизбежны деформации корпуса от температурного расширения и прогибы от собственной массы. Подшипники воспринимают тяжелую радиальную нагрузку и одновременно могут воспринимать осевую нагрузку до 25 процентов от допустимой радиальной.

Конструктивные особенности подшипников для роликов

Подшипники опорных роликов изготавливаются с цилиндрическим или коническим отверстием внутреннего кольца. Конические отверстия с конусностью 1:12 применяются для монтажа подшипников на конические посадочные места осей с помощью стяжных гаек. Подшипники с наружным диаметром свыше 200 миллиметров обязательно оснащаются кольцевой проточкой и тремя отверстиями для смазки, расположенными через 120 градусов на наружном кольце.

Сепараторы подшипников выполняются из латуни или стали, для подшипников с внутренним диаметром более 120 миллиметров допускается применение стальных сепараторов. Латунные сепараторы обеспечивают работоспособность до температуры 150 градусов Цельсия, стальные сепараторы для крупных подшипников выдерживают нагрев до 200 градусов.

Температурный режим работы подшипников

Источники нагрева подшипниковых узлов

Подшипники опорных роликов сушильных барабанов работают в условиях повышенных температур. Основными источниками нагрева являются тепловое излучение от корпуса барабана, нагретого до 150-250 градусов Цельсия, и внутреннее тепловыделение от трения в подшипнике. Температура подшипникового узла в процессе эксплуатации может достигать 90-120 градусов на наружном кольце.

При температурах выше 90 градусов происходит тепловое расширение деталей подшипника, приводящее к уменьшению радиального зазора. Для компенсации теплового расширения подшипники изготавливаются с увеличенным радиальным зазором группы C3 или C4. Термостабилизационная обработка колец обеспечивает сохранение размерной стабильности при повышенных температурах.

Высокотемпературные подшипники для сушилок

Для работы при температурах свыше 150 градусов применяются специальные высокотемпературные подшипники. Кольца таких подшипников изготавливаются из легированной хромистой стали и подвергаются термостабилизирующей обработке. Поверхности колец и роликов имеют характерный темный оттенок после термообработки.

Высокотемпературные подшипники комплектуются специальными смазочными материалами на основе полимочевины с добавлением дисульфида молибдена или графита. Предельная рабочая температура таких подшипников составляет 200-250 градусов Цельсия при умеренных скоростях вращения.

Требования к смазочным материалам

Пластичные смазки для подшипников

Подшипники опорных роликов сушильных барабанов смазываются пластичными смазочными материалами. Применение масла затруднено из-за сложности создания герметичных уплотнений и необходимости организации циркуляционной системы смазки. Пластичная смазка закладывается непосредственно в подшипниковый узел и обновляется периодически через смазочные отверстия.

Для температур до 120 градусов Цельсия применяются литиевые смазки типа Литол-24, для температур до 150 градусов используются смазки на основе литиевого комплекса. При температурах свыше 150 градусов требуются высокотемпературные смазки на основе полимочевины с температурной стабильностью до 200 градусов.

Количество смазки и периодичность пополнения

Количество смазки, закладываемой в подшипниковый узел, составляет 50-70 процентов от свободного объема между деталями подшипника. Избыточное количество смазки приводит к повышению температуры от чрезмерного трения, недостаточное количество вызывает износ от граничного трения.

Периодичность пополнения смазки зависит от температуры работы подшипника. При температуре до 70 градусов интервал пополнения составляет 2000-3000 часов работы. Каждое повышение температуры на 15 градусов требует двукратного сокращения интервала смазывания. При температуре 120 градусов пополнение смазки производится каждые 500-1000 часов.

Монтаж и эксплуатация подшипников

Установка подшипников на оси роликов

Подшипники устанавливаются на оси опорных роликов с посадкой по внутреннему кольцу. Для подшипников с цилиндрическим отверстием применяется переходная посадка типа k6 или m6. Подшипники с коническим отверстием монтируются непосредственно на коническую шейку оси или на закрепительную втулку.

Посадка наружного кольца подшипника в корпус выполняется с зазором для обеспечения возможности осевого перемещения при тепловом расширении. Натяг по наружному кольцу не допускается, так как приводит к заклиниванию подшипника при нагреве.

Эксплуатационное обслуживание

В процессе эксплуатации производится постоянный контроль температуры подшипниковых узлов с помощью контактных термометров или инфракрасных пирометров. Превышение температуры 90 градусов на корпусе подшипникового узла является сигналом для внепланового обслуживания.

Смазка пополняется через смазочные ниппели при работающем оборудовании. Старая смазка вытесняется через уплотнения и удаляется. После пополнения смазки подшипниковый узел должен проработать несколько часов для распределения свежей смазки и удаления избытка.

Признаки неисправностей подшипников

Основными признаками износа или повреждения подшипников являются повышение температуры выше нормы, появление посторонних шумов и вибрации, утечка смазки через уплотнения. При обнаружении указанных признаков производится остановка оборудования и диагностика подшипникового узла.