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振动筛轴承选型

发布时间:2021-06-23 点击:527

本例演示了振动筛制造商根据新机型的应用情况选择轴承的过程轴承选择过程

示例的每一步描述都在下面的可展开/下拉部分。 示例中的步骤遵循轴承选型过程的顺序。 有关各个步骤的完整说明,请参阅 轴承选择过程

                 

新机器是一种自由的圆周运动振动筛。 振动器单元由具有两个轴承和配重的轴组成。 这意味着当外圈静止时,主径向载荷与轴一起旋转。 应用结构如图1所示。

轴承选型的相关性能要求,工作条件和输入参数有:

  • 空载筛箱重量: G = 6 100 kg
  • 轴径: 140 mm
  • 转速: n = 756 r/min
  • 角速度 (n x 2π/60): ω = 79,2 rad/s
  • 振动半径: r = 8,1 mm
  • 配重的重心与和轴线的之间的距离: R = 80 mm
  • 轴承之间的距离: 3 m
  • 润滑方法: 润滑脂
  • 轴承工作温度: T = 75 °C (165 °F)
  • 环境: 振动筛放置室外,在恶劣、多尘土飞扬和潮湿的条件下使用。
  • 所需SKF额定寿命: 20 000 h
                 

使用固定端/浮动端轴承装置。 驱动侧的轴承是定位轴承。 这限制了传动滑轮的轴向位移,从而节省能量并延长皮带的使用寿命。 相对的轴承是不定位的,以适应因轴的热膨胀而引起的轴向位移。

轴承之间的距离为 3 米,振动筛结构由焊接和螺栓钢部件制成。 负载下轴承的轴饶曲和支撑的不对中需要能够补偿不对中的轴承。

为这种新型振动筛选用球面滚子轴承(图2),这是典型的解决方案。 它们可以承受高载荷,并适应内圈和外圈之间的不对中,而不会缩短其使用寿命。

                 

需要140mm的轴直径来传输所需的轴驱动扭矩并限制轴饶曲。

SKF提供用于振动筛的223系列轴承。 根据所需轴径,选择22328 CCJA/W33VA405。 我们将使用SKF额定寿命检查其尺寸。

22328 CCJA/W33VA405 的产品参数见 → 产品详细信息

振动筛的轴承当量动载荷P,可以使用以下公式进行估算

= 186 kN

载荷比 C/P = 1357/186 = 7.3。

SKF 额定寿命

1. 润滑条件 - 粘度比,κ

κ = ν/ν1

额定粘度 ν1 = 10 mm2/s(图 1)。

粘度比κ约为4,目标是在全膜润滑条件下运行,因此v应为约40 mm2/s。

选择润滑剂后,您需要验证粘度比。

2. 污染系数, ηc

已知:

  • 污染条件是常见污染(即开式轴承、无过滤装置、有磨损颗粒从周围恶劣环境中进入)
  • dm = 220 mm

然后,使用 表1,ηc = 0,2

3. 寿命修正系数,aSKF

已知:

  • κ = 4
  • ηc Pu/P = 0,2 x 132/186 = 0,14
  • 22328 CCJA/W33VA405 是一款 SKF Explorer 轴承

然后,使用图 2 用于径向滚子轴承, 一款SKF = 1,3

= 1,3 x (106/(60 x 756))(7.3)10/3 = 21 500 h > 20 000 h

结论

SKF轴承22328 CCJA / W33VA405适用于满足额定寿命要求的尺寸。

                 

选择润滑脂或润滑油

表 2 在选择润滑脂或润滑油下为nd提供限制m 值,选择的那款油脂润滑通常是在正常温度下重新润滑间隔的合适溶液。

输入值:

  • 223系列球面滚子轴承
  • C/P = 7,3
  • ndm = 756 x (140 + 300)/2 = 166 320

来自表 2,推荐的ndm C/P≈8的上限是150 000,这是略低于实际的ndm 值。 操作条件处于适合油脂润滑的极限,您可以预期短的再润滑间隔。 但这并不是振动筛的问题,您可以选择油脂润滑。

润滑脂选择

您可以使用SKF轴承润滑脂选择表找到合适的SKF润滑脂。 润滑脂选择的标准是:

  • 温度: 75 °C (165 °F) → M
  • 转速: ndm ≈ 166 000 → M to H
  • 载荷: C/P ≈ 8 → M
  • 强烈振动
  • 潮湿的户外条件→良好的防锈特性

SKF LGEP2是一个合适的选择,提供粘度比,κ,确认为4。

LGEP2具有以下特性:

  • ν = 200 mm2/s 在 40 °C (105 °F)
  • ν = 16 mm2/s 在 100 °C (210 °F)
  • 工作粘度在 75 °C (165 °F) 时,大约为 40 mm2/S, 基于表 3
  • κ = ν/ν1 = 40/10 = 4 已确认

补充润滑间隔和数量

根据经验,适宜每隔75小时用30克润滑脂补充润滑振动筛中的轴承。 推出污染物需要短暂的时间间隔,而减少的数量限制了由高油脂量引起的发热。#

使用 图 4 中的标准补充润滑间隔和给出的输入值:

  • ndmbf = 166 320 x 2 ≈ 330 000
  • C/P ≈ 8

再润滑间隔为 1 700 小时。将污染和振动纳入考虑后,该数值会有所降低(表 3),确认用于振动筛轴承的近似经验值。

补充润滑油脂量是:

Gp = 0,002 D B = 0,002 x 300 x 102 = 61 g

每隔75小时用30克润滑脂按照标准补充润滑轴承将让轴承保持足够的润滑条件。

初始填充的润滑脂

轴承内的自由空间应填充的润滑脂约为:

V = 3,14/4 x 102 x (3002 - 1402) x 10-3 - 36,5/0,0078 = 957 cm3

填充度为50%时,每轴承需要约430克润滑脂。

                 

类似应用的经验是广泛的,可以推测,轴承工作温度可以在70至80°C(160至175 °F) 之间。

屏幕电荷在环境温度下,没有其他外部热源产生热量。 转速<极限转速的50%。 虽然载荷比C/P <10,但不需要详细的热分析。

实际操作温度应在真机上检查。

轴承摩擦损失为1 900 W /轴承,用SKF 轴承选择计算。

                 

径向负荷与旋转内圈相同时,外圈静止。 因此,内圈有一个固定的载荷状态,外圈是一个旋转载荷状态。 外圈和轴承座之间需要进行过盈配合。 内圈和轴承之间可以采用间隙配合。

推荐的标准配合是:

  尺寸
公差
总径向
跳动公差
总轴向
跳动公差
Ra
g6? IT5/2 IT5 1,6 μm
底座 P7? IT6/2 IT6 3,2 μm

选择标准公差以外的尺寸公差是有原因的:

  • 选择F6?,方便内圈的轴向位移。 为了减少微动腐蚀的风险,请考虑对轴承座进行加固。
  • 选择P6?(更严格的公差),以改善外圈支撑和轴承的使用寿命。

补充建议

推荐以下其他因素:

  • 轴承中心应与振动筛的框架中心对齐(图 3)。
  • 轴承座壁的厚度应大于轴承宽度的40%。
  • 尽可能设计对称的轴承座,因此振动筛框架的两侧要具有相同的厚度,以避免轴承座变形 (图 4)。
  • 使用机器加工螺纹,使其在通过使用螺栓(图 5 和图 6)从筛体中拆卸轴承座和从轴承座中拆卸轴承时,可以更容易。

                 

此应用选择的轴承是振动应用的球面滚子轴承(设计和变型)。

这些轴承由型号后缀VA405和VA406表示。它们具有C4内部间隙,这是因为外圈的过盈配合与内圈和外圈之间的温差相结合,特别是在启动的情况下。 在旋转的外圈载荷和高加速度条件下操作时,它们的硬化窗型保持架可以减少轴承的摩擦和磨损,从而降低工作温度和延长润滑寿命。

VA406执行用于非固定端支撑,并具有PTFE涂层孔。 这有助于防止由于间隙配合和振动而产生的微动腐蚀。

                 

  • 振动筛的设计通常使用迷宫式密封件来保护滚动轴承。 使用这种密封件类型,重要的是要在迷宫间隙中保持足够数量的润滑脂,以使轴承远离污垢和水气。 润滑数量和补充润滑的间隔应根据操作人员的意见进行调整。
  • 当轴承座安装到筛框架上时,请检查轴承座的总径向跳动。 可能发生不可接受的变形,并可能需要纠正措施。
  • 22328 CCJA/W33VA405 轴承满足额定寿命要求。
  • SKF润滑脂LGEP2适用于给定的运行条件。
  • 在本例中没有包含维护和状态监控方面的内容。 有关SKF提供振动筛的更多信息,请参阅振动筛


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郭生
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