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對環(huán)模制粒機(jī)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(zhuǎn)。對于后者，軸承內(nèi)圈相對于載荷方向靜止，轉(zhuǎn)動載荷作用在軸承 外圈。環(huán)模制粒機(jī)轉(zhuǎn)子的軸承為該轉(zhuǎn)動形式，如圖1所示為環(huán)模制粒機(jī)的轉(zhuǎn)子組件示意圖，1轉(zhuǎn)子、2主軸、3軸承，其中，主軸靜止，轉(zhuǎn)子在動力作用下旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn) 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(huán)模制粒機(jī)在使用過程中其轉(zhuǎn)子軸承出現(xiàn)的溫升過高、噪音、軸承磨損嚴(yán)重及壽命短等現(xiàn)象，滾動軸承內(nèi)、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(nèi)、外圈的配合和徑向工作游隙進(jìn)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(zhuǎn)時，軸承滾動體與滾道產(chǎn)生磨擦，軸承和外殼都要受熱膨脹，但由于膨脹系數(shù)和散熱速度的不同，當(dāng) 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(chǎn)生沿圓周方向有害的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為蠕變現(xiàn)象，一旦發(fā)生蠕變，在配合面上就會發(fā) 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(fù)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(fā)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(jù)所受載荷情況選擇適當(dāng)?shù)倪^盈量。
1.2軸承內(nèi)圈與軸的配合
通常軸承內(nèi)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(nèi)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(shù)，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(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度等技術(shù)性能。軸承基本額定動負(fù)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(shù)減少，軸承承載能力會降低，滾動接觸面應(yīng)力增大，軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)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(fā)熱，溫度升高，甚至使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生咬死現(xiàn)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(chǎn)生裝配應(yīng)力，外圈發(fā)生彈性變形外圈內(nèi)滾道向內(nèi)收縮，從而引起徑向游隙減??；
7) 工作負(fù)載作用下，轉(zhuǎn)動載荷作用在軸承外圈，徑向力使外圈產(chǎn)生彈性接觸變形而收縮，從而引起徑向工作游隙減小；
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(nèi)圈發(fā)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(zhì)的不同使得膨脹系數(shù)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(yùn)行時，潤滑脂會在滾動體與內(nèi)、外圈形成彈性流體動壓油膜承擔(dān)負(fù)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(guān)。
3.實例應(yīng)用
某型號環(huán)模 制粒機(jī)，主軸軸徑d，外殼內(nèi)孔徑D，軸承為SKF球面滾子軸承，軸承標(biāo)準(zhǔn)游隙95~145μm，主軸軸徑d的上偏差0，下偏差-25μm，外殼內(nèi)孔徑D的 上偏差-14μm，下偏差-60μm。軸承外圈與外殼內(nèi)孔為過盈配合，軸承內(nèi)圈與軸的配合為過渡配合，設(shè)備在使用過程中，會出現(xiàn)軸承溫升過高，軸承使用壽 命短等現(xiàn)象。對轉(zhuǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)正常。
原因分析， 由于初始軸承外圈與外殼孔為過盈配合，內(nèi)圈與軸為過渡配合，軸承在工作負(fù)載作用下，徑向力使外圈產(chǎn)生彈性接觸變形而收縮，從而引起徑向工作游隙減??；內(nèi)圈 在徑向力作用下產(chǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)所需的最小 游隙，因此，出現(xiàn)軸承溫升過高現(xiàn)象。
增大軸承內(nèi)圈與軸徑配合間隙后，內(nèi)圈在徑向力作用下產(chǎn)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(yùn) 轉(zhuǎn)所需的最小游隙，當(dāng)軸承經(jīng)過一段時間的運(yùn)行磨合，使軸承內(nèi)、外圈軸的溫度相對穩(wěn)定，徑向工作游隙也隨之穩(wěn)定，最終軸承達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。因此，選取合適的軸 承內(nèi)圈與軸徑配合間隙大小對環(huán)模制粒機(jī)轉(zhuǎn)子軸承的正常運(yùn)是十分必要的。
4結(jié)論
滾動軸承內(nèi)、 外圈的配合選取和徑向工作游隙大小對環(huán)模制粒機(jī)轉(zhuǎn)子軸承的正常運(yùn)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(jié)構(gòu)設(shè)計時，根據(jù)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(nèi)、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(nèi)、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(nèi)圈與軸的配合。
環(huán)模的選用、使用和維護(hù)應(yīng)考慮什么
國民經(jīng)濟(jì)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(jī)主要易損件——環(huán)模的需求也不斷增長，其質(zhì)量的好壞直接影響飼料生產(chǎn)者的生產(chǎn)成本和飼料顆粒品質(zhì)。據(jù)不完全統(tǒng)計，環(huán)模損耗費(fèi)占整個生產(chǎn)車間的維修 費(fèi)的30%以上，飼料顆粒品質(zhì)的好壞更是對飼料的銷售產(chǎn)生極大的影響。可見，如何對環(huán)模進(jìn)行正確選用、合理使用和有效的維護(hù)對飼料生產(chǎn)者來說是極關(guān)重要 的。
環(huán)模是一種多孔性環(huán)形易損件，壁薄，模孔密布，裝配尺寸精度高。工作時，飼料在旋轉(zhuǎn)的環(huán)模及壓輥的擠壓下，從內(nèi)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(huán)模選用、使用及維護(hù)作些淺析，以供大家參考。
一、環(huán)模的選用
環(huán)模一般由碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，或者不銹鋼經(jīng)鍛造，機(jī)加工、鉆模孔及熱處理等工 序制做而成。目前，國內(nèi)市場流行的環(huán)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(nèi)一些小廠生產(chǎn)的環(huán)模主要由碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼 經(jīng)鍛造，麻花鉆鉆削模孔，再經(jīng)普通熱處理加工而成。這樣的環(huán)模在生產(chǎn)過程中通常出現(xiàn)這樣或那樣的問題，如新模裝機(jī)需經(jīng)長時間的洗模工序，能耗高，產(chǎn)量低， 顆粒品質(zhì)差及爆模等現(xiàn)象。
另外還有一個更為嚴(yán)重的問題就是使用壽命低，不耐磨，據(jù)一項調(diào)查顯示，利用這些環(huán)模生產(chǎn)的飼料中鐵含量較高，從而極大影響了飼料 的配方，這一結(jié)果主要是由環(huán)模的耐磨性差所造成的。
市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國世貿(mào)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(chǎn)者來說，降低生產(chǎn)成本和提高飼料顆粒品質(zhì)是迫切需要的，而這 些品質(zhì)的高低很大程度上由環(huán)模的品質(zhì)進(jìn)行根本保證。根據(jù)環(huán)模的工作狀況，飼料生產(chǎn)者應(yīng)選用那些選材合理、設(shè)備先進(jìn)及工藝合理的生產(chǎn)廠生產(chǎn)的環(huán)模。
應(yīng)選用不 銹鋼制環(huán)模，環(huán)模選用不銹鋼鍛坯，是環(huán)模使用壽命高的本質(zhì)保證；應(yīng)選用經(jīng)槍鉆加工的模孔，利用多工位槍鉆對?？走M(jìn)行加工，能保證?？坠饣粫纬赏峥?（即?？字行木€與環(huán)模圓周中心線不同軸），從而達(dá)到環(huán)模出料快，顆粒品質(zhì)好（顆粒表面光滑，顆粒均勻，飼料粉化率小等）等特點(diǎn)；應(yīng)選用經(jīng)真空熱處理的環(huán) 模，對環(huán)模進(jìn)行真空熱處理是對前幾工序加工品質(zhì)的進(jìn)一步保證，它保證了環(huán)模材料的高耐磨性、高強(qiáng)度，以及對?？椎墓饣冗M(jìn)行了有效的保護(hù)（避免了?？椎难?化）。
綜上所述，合理選用優(yōu)質(zhì)的環(huán)模是飼料生產(chǎn)者降低生產(chǎn)成本、提高顆粒品質(zhì)的關(guān)鍵。
二、環(huán)模的使用
首先，在選用優(yōu)質(zhì)環(huán)模的前提下，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)飼料品種、配方及產(chǎn)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(nèi) 錐形孔宜加工草粉料類比重輕的飼料。在保證環(huán)模強(qiáng)度的前提下，盡量提高環(huán)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(huán)模過于壁薄，以致 環(huán)模強(qiáng)度不夠，生產(chǎn)中會出現(xiàn)爆?，F(xiàn)象，此時應(yīng)當(dāng)在保證模孔有效長度的前提下，增加環(huán)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(zhì)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(jù)生產(chǎn)者自己要求的飼料品質(zhì)調(diào)整具體的壓縮比，比如選用稍低的壓縮比對于增加產(chǎn)量、降低能耗、減輕環(huán)模的 磨損等有利，但是這樣一來將會降低飼料的品質(zhì)，如顆粒不夠結(jié)實，外觀松散長短不一，飼料的粉化率高，反之，則對顆粒品質(zhì)有利（顆粒外觀光滑而有光澤，粉化 率?。?，但會增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
其次，環(huán)模與壓輥之間工作間隙合理與否對環(huán)模的有效使用具有重要影響。一般來說，環(huán)模與壓輥之間的間隙為0.1-0.3之間，以實踐經(jīng)驗來說，用手扳動環(huán) 模旋轉(zhuǎn)的同時，壓輥達(dá)到似轉(zhuǎn)非轉(zhuǎn)的狀態(tài)為佳。那么，如何調(diào)整環(huán)模與壓輥之間的間隙呢？通過我們的實踐經(jīng)驗得知，當(dāng)新模裝機(jī)后，首先，松動壓輥調(diào)節(jié)螺栓將壓 輥調(diào)整到壓輥外圓面緊靠環(huán)模內(nèi)圓面的狀態(tài)；其次，依次調(diào)整壓輥偏心軸使各壓輥與環(huán)模之間間隙適當(dāng)，預(yù)緊調(diào)節(jié)螺栓，扳動環(huán)模，逐步調(diào)節(jié)間隙，使壓輥達(dá)到似轉(zhuǎn) 非轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，最后緊固調(diào)節(jié)螺栓。
當(dāng)新模裝機(jī)時，通常要求環(huán)模與壓輥之間間隙比您所需要的稍大，這有利于新環(huán)模與舊輥之間的平穩(wěn)過渡，等新模與舊輥完成 一定的磨合期以后，可以將間隙調(diào)整到您所需要的間隙。在使用中，都是保環(huán)模而犧牲壓輥，因為環(huán)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(huán)模的耐磨性高。
環(huán)模在生產(chǎn)過程中，對所使用的物料要求進(jìn)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(huán)模的磨損，而且大量的、大硬夾雜將造成環(huán)模多次受力，使環(huán)模產(chǎn)生疲勞，當(dāng)某次受力超過環(huán)模的強(qiáng)度極限時，環(huán)模將出現(xiàn)爆模現(xiàn)象。
最后，操作者在新裝或更換環(huán)模時，對于通過錐面裝配的環(huán)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(jìn)行必要清理， 涂油裝配。更換環(huán)模時，拆卸，不碰傷及刮傷錐面，涂油保護(hù)。對于經(jīng)常需更換環(huán)模的顆粒機(jī)來說，要求定期對傳動輪緣進(jìn)行檢查，防止其過度磨損而導(dǎo)致模具定心 銷的斷裂，因為過度的磨損將會影響環(huán)模與輪緣之間的配合，配合不緊，當(dāng)環(huán)模工作時將對模具定心銷產(chǎn)生剪切力而導(dǎo)致斷裂，當(dāng)產(chǎn)生這種情況后，千萬不要誤認(rèn)為 是銷的強(qiáng)度不夠而換成高強(qiáng)度的銷，最終只能導(dǎo)致環(huán)模損壞和安全銷經(jīng)常性的斷裂。因此，對環(huán)模的配合錐面及配合的傳動輪緣的錐面進(jìn)行保護(hù)和定期的檢查是相當(dāng) 必要的。
對于抱箍式裝配的環(huán)模來說，對其裝配面及其配合的元件的保護(hù)與檢查也是相當(dāng)必要的。當(dāng)壓輥使用一段時間后，會出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，影響了與環(huán)模的配合精 度，從而影響了環(huán)模的生產(chǎn)產(chǎn)量，應(yīng)對其進(jìn)行必要的修理或更換新的環(huán)模。
三、環(huán)模的基本維護(hù)
俗話說，磨刀不誤砍柴工。對環(huán)模進(jìn)行合理的維護(hù)保養(yǎng)是環(huán)模經(jīng)濟(jì)、有效使用的一部分。
在生產(chǎn)過程中，操作者經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，環(huán)模在使用過程中，通常會出現(xiàn)堵塞、磨損、封口及內(nèi)翻等現(xiàn)象，這時，如果不對其進(jìn)行必要維護(hù)，將造成產(chǎn)量降低，能耗增加，甚至不出料等現(xiàn)象。
此時，對環(huán)模進(jìn)行基本維護(hù)的方法是，先將環(huán)模工作內(nèi)圓面進(jìn)行磨平，然后進(jìn)行倒角。當(dāng)更換環(huán)模時，要求趁熱模將含油物料充填?？?，以便下次生產(chǎn)時使環(huán)模達(dá)到最佳狀態(tài)。
綜上所述，只有對環(huán)模進(jìn)行正確選用、合理使用和有效的維護(hù)，才能降低成本，提高效率，創(chuàng)造顆粒品質(zhì)，增強(qiáng)產(chǎn)品市場競爭力，迎接挑戰(zhàn)，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。
顆粒飼料機(jī)的常見故障及排除方法
故障現(xiàn)象
一 . 產(chǎn)量過低（甚至不出粒）
故障原因
1 . 平模初次使用?？坠鉂嵍炔睿?/span>
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(yán)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(chǎn)量即提高;
2 . 調(diào)節(jié)物料含水率；
3 . 調(diào)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(xiàn)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(fù)研磨。
四、響聲異常
故障原因
1 . 落入硬質(zhì)雜物；
2 . 軸承損壞；
3 . 零部件松動。
排除方法
1 . 停機(jī)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(fù)荷過大（甚至保險絲熔斷）；
2 . 有異物進(jìn)入腔內(nèi)。
排除方法
1 . 適當(dāng)加大壓輥與平模間隙更換保險絲；
2 . 停機(jī)清除異物。
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