螺旋輸送機(jī)兩端支撐滾動(dòng)軸承選擇計(jì)算

張曉偉，董敏敏，倪春林，劉菲菲，李慧燕，邵立承，李得龍

(1.山東天力能源股份有限公司，山東 濟(jì)南 250014；2.山東神華山大能源環(huán)境有限公司，山東 濟(jì)南 250014)

螺旋輸送機(jī)兩端支撐滾動(dòng)軸承選擇計(jì)算

張曉偉1，董敏敏2，倪春林1，劉菲菲1，李慧燕1，邵立承1，李得龍1

(1.山東天力能源股份有限公司，山東 濟(jì)南 250014；2.山東神華山大能源環(huán)境有限公司，山東 濟(jì)南 250014)

通過(guò)對(duì)螺旋輸送機(jī)螺旋葉片進(jìn)行受力分析，進(jìn)而得出滾動(dòng)軸承承受的軸向載荷及徑向載荷，進(jìn)而驗(yàn)證選擇軸承型號(hào)的正確性。

螺旋輸送機(jī)；葉片；載荷分析；軸承選擇

螺旋輸送機(jī)是由帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在一密閉的機(jī)殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)入的物料沿機(jī)殼向前移動(dòng)。由于螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低，適用輸送物料范圍廣，因此在輸送設(shè)備中占有很大的比重?！禞B/T7679-螺旋輸送機(jī)》給出了螺旋輸送機(jī)在各種工況下的功率計(jì)算方法。本文在依據(jù)《JB/T7679-螺旋輸送機(jī)》計(jì)算公式得出螺旋輸送機(jī)選用電機(jī)功率的基礎(chǔ)上，對(duì)螺旋葉片進(jìn)行精確的受力分析，算出滾動(dòng)軸承承受軸向載荷及徑向載荷，進(jìn)而驗(yàn)證選擇軸承型號(hào)的正確性。

1 參數(shù)設(shè)定

1.1 螺旋輸送機(jī)組成

如圖1所示。

圖1 螺旋輸送機(jī)主要構(gòu)成

1.2 螺旋輸送機(jī)滾動(dòng)軸承選用校核參數(shù)

表1 滾動(dòng)軸承校核參數(shù)表

2 螺旋葉片受力分析

以螺旋中徑d1為螺旋葉片當(dāng)量直徑，葉片受力見(jiàn)圖2。

圖2 葉片受力分析圖

由圖2可知，螺旋葉片對(duì)物料的推力Fn分解為兩個(gè)分力：Fa、Ft。

Fa為軸向分力，推動(dòng)物料沿軸向前進(jìn)；Ft為圓周分力，使物料沿圓周回轉(zhuǎn)；

式中：

d1-螺旋葉片中徑，mm；

l-螺旋葉片中徑周長(zhǎng)，mm；

α-螺旋中經(jīng)上螺旋角, °；

Fa-主動(dòng)端軸承承受軸向力，從動(dòng)端軸承軸向力為零，N。

3 軸承選擇

3.1 主動(dòng)端軸軸承選擇

3.1.1 軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算

根據(jù)主動(dòng)端軸徑及軸承需承受較大軸向力的特點(diǎn)，初選國(guó)標(biāo)號(hào)為GB/T292，型號(hào)為7212C/DB成對(duì)安裝角接觸軸承。

式中:

Fa1-主動(dòng)端軸承軸向載荷；

Fr1-主動(dòng)端軸承徑向載荷；

Cor-軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定靜載荷(N)，Cor=92500N；

e=0.43；

Y2=2.11；

Pr1-軸承當(dāng)量動(dòng)載荷。

3.1.2 基本額定動(dòng)載荷計(jì)算

式中：

C-基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值(N)；

[C]-軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動(dòng)載荷(N)，[C]=94200；

fh-壽命因數(shù)，fh=4.45；

fn-速度因數(shù)，fn=0.933；

fm-力矩載荷因數(shù)，fm=1.5；

fd-沖擊載荷因數(shù)，fd=1.2；

fT-溫度因數(shù)，fT=1；

經(jīng)計(jì)算得到：C<[C]

故初選軸承型號(hào)是準(zhǔn)確的。

3.2 主動(dòng)端軸承選擇

3.2.1 軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算

由于螺旋輸送機(jī)軸較長(zhǎng)，會(huì)在軸承支撐處產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角，為避免軸承產(chǎn)生“抱死”從動(dòng)端初選國(guó)標(biāo)號(hào)為GB/T281，型號(hào)為1212的調(diào)心球軸承。

式中：

Fa2-從動(dòng)端軸承軸向載荷；

Fr2-從動(dòng)端軸承徑向載荷；

Pr2-軸承當(dāng)量動(dòng)載荷。

3.2.2 基本額定動(dòng)載荷計(jì)算

式中：

C-基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值(N)；

[C]-軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動(dòng)載荷(N)，[C]=30200；

fh、fn、fm、fd、fT同上。

經(jīng)計(jì)算得到：C<[C]

故初選軸承型號(hào)是準(zhǔn)確的。

4 結(jié)束語(yǔ)

螺旋輸送機(jī)是輸送設(shè)備中最重要的設(shè)備之一，也是產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不可或缺的一部分。如果螺旋輸送機(jī)中軸承選擇不正確就會(huì)造成輸送機(jī)停機(jī)，造成直接或者間接經(jīng)濟(jì)損失。本文對(duì)螺旋輸送機(jī)軸承進(jìn)行精確的計(jì)算校審，為該種設(shè)備設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。

[1] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[2] 黃學(xué)群. 運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

(本文文獻(xiàn)格式：張曉偉，董敏敏，倪春林,等.螺旋輸送機(jī)兩端支撐滾動(dòng)軸承選擇計(jì)算[J].山東化工,2017,46(11):126-127.)

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Selection and Calculation of Rolling Bearing at Both Ends of Screw Conveyor

ZhangXiaowei1，DongMinmin2，NiChunlin1，LiuFeifei1，LiHuiyan1，ShaoLicheng1，LiDelong1

(1.Shangdong Tianli Equpenment Co.,Ltd.,Jinan 250014,china；2.Shangdong Shanda Energy&Environment Co.,Ltd.,Jinan 250014,china)

Based on the analysis of the helical blade of the screw conveyor，the axial load and radial load of rolling bearing are calculated，Then verify the correctness of the selected bearing model.

screw conveyor;helical blade;load analysis;bearing selection

2017-04-11

張曉偉(1988—)，男，山東濟(jì)寧人，工程師，現(xiàn)從事設(shè)備設(shè)計(jì)工作。

TQ051.2

B

1008-021X(2017)11-0126-02