張鵬

　　摘　要：軸承在礦用挖掘機的關鍵部位應用廣泛，軸承的裝配質量直接決定了軸承的使用壽命，從而影響挖掘機維修的頻率和在礦山現場的可動率。因此研究并規范礦用挖掘機常用軸承的裝配顯得尤為重要。

　　關鍵詞：礦用挖掘機；雙列圓錐輥子軸承；圓柱滾子軸承；調心輥子軸承；裝配

　　根據目前國內外露天礦山對采裝設備的需求，我國自行研制成功WK-35大型礦用機械正鏟式挖掘機，此型挖掘機可與載重量172～263t的礦用自卸汽車配套使用，適用于年產量1000萬t級以上的大型露天礦山。該產品匯集國內生產礦用挖掘機的經驗，吸收國外先進設計和工藝制造技術，采用當代交流變頻調速系統和數字控制技術，產品達到當代先進水平。WK-35型挖掘機，采用單梁起重臂、雙梁斗桿、齒輪齒條式推壓方式，電氣系統采用PLC控制、交流變頻調速的控制方式，整機性能可靠、適應性強、生產效率高、易于維護。

　　軸承（Bearing）是當代機械設備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦系數（friction coefficient），并保證其回轉精度（accuracy）。按滾動體的形狀，軸承可分為球軸承和滾子軸承兩種類型。球軸承的滾動體和套圈滾道為點接觸，負荷能力低、耐沖擊性差，但摩擦阻力小，極限轉速高，價格低廉。滾子軸承的滾動體與套圈滾道為線接觸，負荷能力高、耐沖擊，但摩擦阻力大，價格也比較高。按滾動體的列數，軸承可分為單列、雙列及多列軸承。按工作時能否自動調心，軸承可分為剛性軸承和調心軸承。

　　軸承在礦用挖掘機中起著至關重要的作用，軸承的使用壽命直接決定了WK-35型挖掘機維修的頻率和在礦山現場的可動率。為贏得客戶的信任，提升產品品牌形象，研究并規范WK-35礦用挖掘機常用軸承的裝配顯得尤為重要。WK-35礦用挖掘機常用的軸承有雙列圓錐輥子軸承、圓柱滾子軸承和調心輥子軸承等。

　　一、雙列圓錐輥子軸承

　　1.雙列圓錐輥子軸承特性：

　　1）高承載能力由于其第二排滾子，雙列圓錐滾子軸承適用于較大的徑向和軸向載荷。圓錐滾子軸承的軸向載荷能力隨著接觸角α的增大而增加。接觸角的大小，通常在10°和30°之間，角度的大小與計算系數e有關（→產品表）：e值越大，接觸角越大。

　　2）雙向軸向載荷圓錐滾子軸承將軸在兩個方向定位，具有特定的軸向游隙或預載荷。

　　3）剛度高雙列圓錐滾子軸承提供剛性軸承配置。

　　4）低摩擦擋邊上優化的滾子設計和擋邊表面光潔度可促進潤滑劑膜的形成，從而降低摩擦。這也減少了摩擦產生的熱量和法蘭磨損。此外，軸承可以更好地保持預緊并且降低運行時的噪聲水平。

　　5）使用壽命長軸承的基本設計軸承和凸度滾道對數滾道形狀可優化沿接觸面的載荷分布，減少滾子端部的應力峰值，并降低對不對中和軸偏轉的靈敏度具有常規的直線。

　　6）提高運行可靠性滾子和滾道接觸面的優化表面處理有利于流體動壓潤滑油膜的形成。

　　7）滾子輪廓和尺寸的一致性集成在雙列圓錐滾子軸承中的滾子制造公差和尺寸精度極為精密以至于它們幾乎完全一樣。這提供了Z佳載荷分布，以降低噪聲和振動等級，并且能夠實現更精確的預緊。

　　2.雙列圓錐輥子軸承的應用與裝配

　　雙列圓錐輥子軸承在WK-35礦用挖掘機上主要應用于推壓一軸、推壓中間軸、提升一軸和提升中間軸等處。雙列圓錐滾子軸承的安裝必須在清潔，干燥的環境下進行。安裝雙列圓錐滾子軸承之前，應該先使用汽油或者是煤油等清洗干凈，等到干燥之后在進行使用。先檢測好軸以及軸承外殼表面以及凸肩等端面，進行仔細的清洗，并且將毛刺除去。軸承一般使用的都是潤滑膏，使用潤滑膏之時，應該選用一些具有沒有雜物的，抗擊雜物以及防止生銹等優越性能的潤滑膏。安裝雙列圓錐滾子軸承之時，利用一些加熱或者感應器進行安裝，加熱的溫度范圍在八十度到一百度之間。Z高是不可以超過一百二十度的。

　　二、圓柱滾子軸承

　　1.圓柱滾子軸承特性

　　圓柱滾子與滾道為線接觸軸承。負荷能力大，主要承受徑向負荷。滾動體與套圈擋邊摩擦小，適于高速旋轉。根據套圈有無擋邊，可以分有NU、NJ、NUP、N、NF等單列圓柱滾子軸承，及NNU、NN等雙列圓柱滾子軸承。該軸承是內圈、外圈可分離的結構。內圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承，其內圈和外圈可以向軸向作相對移動，所以可以作為自由端軸承使用。在內圈和外圈的某一側有雙擋邊，另一側的套圈有單個擋邊的圓柱滾子軸承，可以承受一定程度的一個方向軸向負荷。一般使用鋼板沖壓保持架，或銅合金車制實體保持架。但也有一部分使用聚酰胺成形保持架。

　　2.圓柱滾子軸承的應用和裝配

　　圓柱滾子軸承在WK-35礦用挖掘機上主要應用于推壓一軸和提升一軸處。圓柱輥子軸承必須在干燥、清潔的環境條件下進行安裝。安裝前應仔細檢查各部件的加工質量。所有配合連接表面必須仔細清洗并除去毛刺，鑄件未加工表面必須除凈型砂。安裝前應先用汽油或煤油清洗干凈，干燥后使用，并保證良好潤滑，軸承一般采用脂潤滑，也可采用油潤滑。安裝時，采用油浴加熱或感應器加熱軸承方法來安裝，加熱溫度范圍為80℃-100℃，Z高不能超過120℃。安裝后應進行旋轉試驗，首先用手旋轉軸或軸承箱，若無異常，便以動力進行無負荷、低速運轉，然后視運轉情況逐步提高旋轉速度及負荷，并檢測噪音、振動及溫升，發現異常，應停止運轉并檢查。運轉試驗正常后方可交付使用。

　　三.調心滾子軸承

　　1.調心滾子軸承特性

　　調心滾子軸承有兩列對稱型球面滾子，外圈有一條共用的球面滾道，內圈有兩條與軸承軸線傾斜一角度的滾道，具有良好的調心性能，當軸受力彎曲或安裝不同心時軸承仍可正常使用，調心性隨軸承尺寸系列不同而異，一般所允許的調心角度為1～2.5度，該類型軸承的負荷能力較大，除能承受徑向負荷外軸承還能承受雙向作用的軸向負荷，具有較好的抗沖擊能力，一般來說調心滾子軸承所允許的工作轉速較低。

　　2.調心滾子軸承應用和裝配

　　調心滾子軸承在WK-35礦用挖掘機上主要應用于提升卷筒軸、回轉立軸、驅動輪等處。調心滾子軸承的安裝必須在清潔，干燥的環境下進行。安裝雙列圓錐滾子軸承之前，應該先使用汽油或者是煤油等清洗干凈，等到干燥之后在進行使用。先檢測好軸以及軸承外殼表面以及凸肩等端面，進行仔細的清洗，并且將毛刺除去。鑄件未加工表面必須除凈型砂。軸承一般采用脂潤滑，也可采用油潤滑。采用脂潤滑時，應選用無雜質、抗氧化、防銹、極壓等性能優越的潤滑脂。潤滑脂填充量為軸承及軸承箱容積的30%-60%，不宜過多。安裝調心輥子軸承之時，利用一些加熱或者感應器進行安裝，加熱的溫度范圍在八十度到一百度之間。Z高是不可以超過一百二十度的。同時，應用螺母或其它適當的方法緊固軸承，以防止軸承冷卻后寬度方向收縮而使套圈與軸肩之間產生間隙。調心滾子軸承安裝后應進行旋轉試驗，首先用手旋轉軸或軸承箱，若無異常，便以動力進行無負荷、低速運轉，然后視運轉情況逐步提高旋轉速度及負荷，并檢測噪音、振動及溫升，發現異常，應停止運轉并檢查。運轉試驗正常后方可交付使用。提醒一定要按照安裝方法進行，做到有循可依，使軸承得到長期運轉。

　　參考文獻：

　　[1]聞邦春，張義民，鄂中凱，等.機械設計手冊【M】.5版.北京：機械工業出版社，2010

　　[2]中國重型機械工業協會《重型機械標準》編寫委員會.重型機械標準[M].2007版.昆明：云南科技出版社，2007

來源：《科學與財富》2018年27期