宋瑞峰

（保定（dìng）鑄機成套設備廠）

　　摘　要：轉子混砂機（jī）轉子空（kōng）載試車過程中，轉子上軸承位（wèi）處溫升較大。軸承長期（qī）處於高（gāo）溫環境下，將嚴重影響軸承使用壽命。經過分析找出了造成溫升的兩個原因，並給出了相應的（de）解決方法，經過修整使轉子混（hún）砂機轉（zhuǎn）子機構處於良好的運（yùn）行狀況（kuàng）。
　　關鍵詞：轉子混砂機；轉子（zǐ）；溫升大
　　一、引言
　　轉子混砂機在1960年後開始用於鑄造（zào）生產，是鑄造生產線砂處理係統中的核心設備之一，轉（zhuǎn）子混砂機運行的穩定性（xìng）直接關係到整條（tiáo）鑄造（zào）生產線的運行。轉（zhuǎn）子機構在工作時根據（jù）生產要（yào）求有時會長時間處於高速旋轉狀態，因此（cǐ）對轉子（zǐ）機構的機械性能和（hé）穩定性要求較高。轉子混（hún）砂機轉子軸承位溫（wēn）升較大，可造成轉子（zǐ）軸承的使用壽命縮短、軸承抱死損壞，導致（zhì）砂處理係統停止運行甚至使整（zhěng）條鑄造生（shēng）產線癱瘓，造成嚴重的經濟損失。因此，解決轉子混砂機轉子軸承位溫升（shēng）較大的問題（tí）意義重大。
　　二、設備（bèi）及結構概（gài）述
　　轉子混砂機主要用於大、中型鑄造車間混製各種型、芯砂，亦可用於玻璃、陶瓷、耐火材料等行業混製各種粉（fěn）粒狀物料（liào）。其主要（yào）由轉子機（jī）構、上圍圈、下圍圈、卸料（liào）門、刮板機（jī）構、支腿、傳動機構等組成（詳見圖1）。該設備的工作原理是：低速轉動的刮板機構在下圍圈內推動混（hún）合砂（shā）料做徑向及切向運動，使型砂前（qián）進的同時得（dé）到混合；高速轉動的轉（zhuǎn）子葉片既對（duì）型砂施以衝擊力（lì）又與刮板機構（gòu）配合對型砂施以剪切（qiē）力，使砂料間產生快（kuài）速（sù）擴散和強烈的摩擦（cā），從而達到混砂效果好、質量高的目的。
　　此設備中包含兩個轉子機構，分（fèn）別安裝在上圍圈上部的左右兩側。轉子電機通過皮帶輪、V型帶傳（chuán）動帶動轉子高速旋轉。轉（zhuǎn）子上、下部各有一組軸承，使轉子可以承（chéng）受一定的軸向力和徑向力。由於在實際生產過程中，上軸承位溫升的問題（tí）表現比較突出，因此在（zài）這（zhè）裏我們著重分析和解決上軸承位溫升大的問題。
　　轉子機（jī）構（gòu）上軸承（chéng）位結構見（jiàn）圖1放大圖（tú）所示（shì）。主要包含密封蓋、軸承蓋、密（mì）封圈軸承座、軸承、轉子軸等零部件。工作時，轉子軸、密封蓋和軸承內圈同時高（gāo）速旋轉。

　　三、問題（tí）的發生
　　根據檢驗要（yào）求及規範，轉（zhuǎn）子機構組裝完畢後，轉子電機需要接電空載試車。首先用手撥動轉子，比較輕鬆，檢查周邊無幹涉（shè）及障礙物後接通電源。空載（zǎi）運轉約30分（fèn）鍾（zhōng）後，經紅外測溫儀（yí）檢測，轉（zhuǎn）子上軸承位溫度已（yǐ）經（jīng）上升到75.6°C，遂立即切斷電源。
　　根據規定：“空（kōng）轉4h後，滾動軸承的溫升不得超過35°C，Z高溫度不應高於70°C”^[1]。由以上檢測得到（dào）轉子上軸承蓋外側溫度為75.6°C（車間溫度為20°C）。如果是軸承（chéng）內部摩擦產生的熱量，軸承處溫度應高於75.6°C；如果不（bú）是軸承內部摩擦引起的溫升，內部散熱（rè）效果應比外（wài）部差，軸承處溫度也不應低於此溫度。因此判斷軸承溫升及溫度均（jun1）超出國家標準要求。隨即對此部分進行拆解，進一步分析溫升（shēng）過（guò）大的原因。
　　四、原因分析
　　在拆卸過程中發現以下造成溫升的兩個（gè）主要（yào）原因：
　　1、拆下上迷（mí）宮蓋後，發現上迷宮（gōng）蓋（gài）上（與軸承蓋重疊處）有一段磨損（sǔn）而且已經發黑的痕（hén）跡；隨後拆卸（xiè）軸承蓋，同（tóng）樣在軸承蓋上（shàng）（與上迷宮蓋重疊處）有一圈磨損且發黑（hēi）的痕跡。同時，可以（yǐ）看到軸承、迷宮蓋、軸承蓋（gài）內潤滑脂已經變黑（hēi）、密封圈也已軟化。根據摩擦痕跡斷定，密封蓋與軸（zhóu）承蓋接觸摩擦（cā）產生（shēng）了大量（liàng）的熱能，從而（ér）導致此處溫（wēn）升過高。
　　2、在（zài）拆（chāi）卸軸承蓋時，注意（yì）到軸承蓋（gài）與軸承座之間安裝時沒有加調（diào）整墊，軸承蓋緊緊壓住軸承外圈。如果軸承外圈受熱必然產生形變，而軸承蓋限製了軸承外圈的軸向形變，因此軸承的形變趨向於徑向（xiàng）形變。徑向變形將會導（dǎo）致軸承外圈與軸承滾子之間的摩擦力增大，從而（ér）導（dǎo）致軸承溫度（dù）進（jìn）一步升（shēng）高^[2]。
　　五、對策（cè）
　　針對以（yǐ）上（shàng）兩（liǎng）個溫升的主（zhǔ）要原因，按（àn）如下方法校驗（yàn）並給出相（xiàng）應的對策：
　　1、經測（cè）量，轉（zhuǎn）子（zǐ）軸軸徑（以下簡稱直徑1）尺寸為Ø85-0.05mm、密封蓋（gài）內孔直徑（以下簡稱直（zhí）徑2）尺寸（cùn）為Ø85+0.25mm、密封蓋（與軸承蓋內孔重合處）外圓直徑（以下簡稱直徑3）尺寸為Ø102-0.1mm、軸承蓋內孔直徑（以下簡稱直徑4）尺寸為Ø102+0.1mm。由以上測量數據（jù）分析，直徑1與直徑2間隙為（wéi）0.3mm，而直徑3與直徑4間（jiān）隙為0.2mm，即轉子軸與密封蓋的間隙大於密封蓋與軸（zhóu）承蓋的間隙。理論上判斷，密封蓋與軸承蓋內孔有接觸（chù），因此出現上（shàng）述摩（mó）擦痕跡應該是必然現象。將測量尺寸與圖紙進行對比，均符合圖紙要求。隨後查閱有關迷宮密（mì）封設計資料，Ø80～Ø110mm軸采用徑向迷宮液體密封時，迷宮蓋內孔與軸的徑向間隙應（yīng）為0.4mm^[3]。直徑3在此（cǐ）軸徑尺（chǐ）寸範圍之內，直徑3與直徑4間隙選定為0.4mm。隨後查看（kàn）轉子機構部（bù）件裝配圖，發現密封圈規格為Ø100mm×Ø125mm×12mm，與（yǔ）之對應的（de）直徑3的基本尺寸應為Ø100mm。遂對圖紙進行更改：將直徑3尺寸更改為Ø100h7、直徑4尺寸更改為Ø100.8H7。由於（yú）轉子機構工作時，密封蓋與轉（zhuǎn）子軸同時旋轉，即密封蓋與轉子軸不發生相對運動，因此（cǐ）密封蓋（gài）與轉子軸之間的配合間隙在不增加裝配難度（dù）的前提下可以適當改小一（yī）些，將（jiāng）密封蓋（gài）內孔尺（chǐ）寸更改為Ø85H7。所有（yǒu）涉及到的零件（jiàn）按更改後圖紙（zhǐ）尺寸、公差進行修整或重新製作，將受熱軟化的密封圈進行更換，並更換潤滑脂。
　　2、軸承（chéng）蓋安裝（zhuāng）時，在軸承蓋（gài）與軸承座間增加適（shì）當厚度的調整墊，以保證軸承蓋與軸承外圈之（zhī）間（jiān）有一定的軸向間隙。此間隙不宜過大，間隙（xì）過大則軸承軸向不能很好的被定位，造成軸承軸向竄動（dòng），從而影響到設備的穩定；間隙過小或出（chū）現上述負間隙的情況，將會使軸承溫升進一步加大。經（jīng）反複測試，當（dāng）軸承（chéng）蓋與軸承外圈的（de）軸向間隙控製在0.15mm到0.2mm之間時，溫升（shēng）效（xiào）果較理想（xiǎng）。此間隙值既能對軸承起到很（hěn）好的定位作用，又給由軸承受（shòu）熱（rè）引起（qǐ）的軸承外圈軸向形變留（liú）有一定餘量。
　　六、測試效果
　　按上述尺寸、公（gōng）差修整並按要求裝配轉（zhuǎn）子機構後，空運轉4小時，轉子上軸承位溫度為45°C（溫升為25°C）；另（lìng）一側轉子上軸承位溫度為47°C（溫升為27°C）。
　　測試結果達到國（guó）家標（biāo）準要（yào）求。
　　此後，分別測試2台（tái）轉子混砂機：空運轉4小時後，上軸承位溫度分別為42°C和48°C、39°C和47°C，溫升（shēng）分別為22°C和28°C、29°C和27°C。由（yóu）此可見，轉子（zǐ）上軸承位溫升得到了有效控製，證實上述改進對策是可行、有效的（de）。
　　七（qī）、結束語
　　經過上述修整（zhěng）和改進，取得（dé）了較好的實際效果，使轉子混（hún）砂機轉子機構處於良好的運行狀態，並確定（dìng）了轉子（zǐ）上（shàng）軸承位處各零件合理的尺寸及公（gōng）差，同時也反映出生產、設計中存在的一些問題。
　　空載試車，並不能代表實際工作狀況。首先，空載試車時間為4小時，而實際生產可能會24小時不間斷負（fù）荷運行；其次，實（shí）際生產環境（jìng）灰塵會較多，環境較差，密封不好，必定（dìng）會影（yǐng）響軸承潤滑（huá）及使（shǐ）用壽命；再次（cì），實際生產時應注意按規定時間添加潤滑脂，以保證（zhèng）軸承處於良好的運行環境和密閉空間，使（shǐ）軸承（chéng）穩（wěn）定運（yùn）行並（bìng）保證使用壽命（mìng）。
　　綜上所述，隻要能夠認真對待、從根本上一一解決生產中發現的問題，產品質量就會一步步得到提升。良好的產品質量加上嚴格的設備日常維護規程，產（chǎn）品就（jiù）會長久、高效、穩定地服務於生產。
　　參考文獻（xiàn）：
　　[1]GB/T28689-2012，高效轉子混砂機技術條件（S）
　　[2]徐升，程士順，鄒國軍，陳平.輪轂軸承抱死現象（xiàng）分析與改進（jìn）（J）.《安徽（huī）科技》，2011，（07）：46-47
　　[3]卜炎主編.機械設（shè）計大典（M）.江西（xī）科學技術出版社，2002.1