一种抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置的制作方法

本发明属于化工、环保领域，具体涉及一种大型卧式转毂干燥机设备上的挡轮装置。

背景技术：

1、炭黑行业用干燥机是与湿法造粒机配套的设备，炭黑是一种＜pm2.5的纳米级微粉物料，为了便于控制防止泄露飞扬污染环境，需把该微粉物料通过湿法造粒机造成湿颗粒，再用干燥机去除湿颗粒表面水份。

2、一般干燥机转毂长20多米，安装时有一定的倾斜度，物料进入转动的转毂内在螺旋分布的抄板翻动和推断下从进料口到出料口的运行中被干燥；转毂两端各有一组滚圈坐在托轮上滚动，运转中随着物料向后推进对转毂产生很大的轴向力，为限制转毂发生过大的轴向窜动，在一组滚圈下方两侧各设置了一组挡轮装置，挡轮与滚圈之间形成滚动副，并将滚圈限制在两个挡轮之间在很小范围内窜动。这样挡轮与滚圈相互滚动，承受滚圈产生的轴向推力和径向压力以及工况不确定性及安装精度等带来的复杂应力作用。原有的挡轮装置由于滚圈的窜动对挡轮主轴产生剪切力和弯矩，滚圈转动对挡轮主轴产生扭矩。这样挡轮装置使用半年就发生多起断轴事故，严重影响了生产线的正常运行，不得不停产抢修，使企业蒙受损失。原挡轮装置的缺点是：

3、一、经分析断轴处主要集中在挡轮主轴与底座接触截面，该截面同时受滚圈对挡轮产生的剪切力和弯矩，与固定底座之间产生扭转力矩，该结构不能消除或减小作用在挡轮主轴上的各种应力，挡轮主轴使用寿命短、需经常更换，现场维修拆装麻烦。

4、二、现场作业条件比较恶劣，主轴与底座无任何防护措施，粉尘及雨水等很快就将其锈住卡死，一旦其中一个零件损坏相配合的零件只能一起报废。

5、三、结构不合理，整体装置上大下小、重心高、不稳定，受力点集中在上部，底座下面四个固定螺栓承受拉、压、弯及剪力的作用，在短时间内发生变形和断裂。

6、四、主轴过长不但增加了装置高度，而且加大了弯曲应力。

7、五、双列圆锥滚子轴承同时承受径向力和轴向力的作用，使用寿命短。

8、六、由于密封圈及其压盖、轴承盖安装在挡轮的下面，在安装螺栓、弹垫等紧固件时，要留出一定的安装拆卸空间，增加了主轴的长度。

9、七、装配拆卸难度大，双列圆锥滚子轴承及其压盖、密封等零件装配时从挡轮的下部往上装，不利于装配及拆卸，尤其不利于现场维修、更换零件。

10、因此，有必要研制一种结构合理、易于装配拆卸、使用寿命长、经久耐用的挡轮装置。

技术实现思路

1、本发明旨在克服上述挡轮装置存在的缺陷，研制了“一种抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置”，该装置有效地解决了卧式转毂干燥机设备运行过程转毂轴向窜动在设定范围内，延长了挡轮装置使用寿命，适用于各种作业场地条件，稳定性强，拆装方便，便于维护维修，经久耐用，同时也适用于其他类似设备的应用。

2、本发明采取的技术方案为：

3、一种抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，包括：转毂、滚圈、挡轮装置、调心滚子轴承、压板、轴承盖、挡轮、密封圈、主轴、底座、推力球轴承。其特征在于：挡轮装置由调心滚子轴承、压盖、轴承盖、挡轮、密封圈、主轴、底座和推力球轴承组成；推力球轴承上环与挡轮安装配合，下环与主轴安装配合构成主轴无扭矩结构；调心滚子轴承内环与主轴安装配合，外环与挡轮安装配合构成无卡阻灵活转动结构；挡轮与底座之间采取内嵌密封圈对装置形成密封保护；主轴与底座直接安插配合定位构成便于拆装结构；挡轮上的斜面与转毂上滚圈外缘斜面形成滚动副，限制转毂轴向窜动；加大后的底座增加了整个装置的稳定性。

4、本发明主轴与挡轮、底座之间靠两组轴承安装后形成抗剪抗弯无扭矩结构。

5、本发明采用推力球轴承消除主轴的轴向力，只用调心滚子轴承承载径向力即可。

6、本发明挡轮与底座之间采用密封圈对内部零部件进行密封保护。

7、本发明主轴长度比传统主轴缩短了30％。

8、本发明采用推力球轴承与调心滚子轴承相组合使挡轮装置结构紧凑，重量减轻。

9、本发明抗剪抗弯无扭矩挡轮装置工作原理及其设计要点是：

10、1、减小主轴长度，降低挡轮装置高度，受到的弯矩小，增加主轴抗弯能力；

11、2、增设推力球轴承，减小或消除挡轮抗压能力并消除主轴与底座之间的摩擦阻力；

12、3、采取的密封保护措施，保证轴承和主轴不受外部污染，增加轴承及主轴使用寿命；

13、4、加大底座与基础接触面积，增加挡轮装置稳定性和拆装安全性；

14、5、用调心滚子轴承代替双列圆锥滚子轴承，减小挡轮体积和重量；

15、本发明的优点在于：

16、一、减小主轴长度后，消除了挡轮对主轴产生的弯矩，受力面承受剪切力的能力增强，极大地提高了主轴使用寿命；

17、二、在挡轮与主轴之间增加推力球轴承后，消除了滚圈对挡轮施加压应力的影响，且在运行中挡轮与主轴及底座之间转动灵活，无任何卡阻；

18、三、挡轮内孔与调心滚子轴承外环的安装结构改变后，挡轮向下的力直接作用在推力球轴承上，调心滚子轴承只受径向力的作用，无轴向力，延长其使用寿命；

19、四、在挡轮与底座之间采取了简单、实用、易于安装更换的密封保护结构，密封效果好不受环境因素的影响；

20、五、挡轮装置的底座加大后不会产生倾倒，消除了安装拆卸过程对操作人员的安全隐患；六、安装拆卸极为方便，现场使用无需特别维护，只要按要求添加润滑脂即可；

21、七、结构更加紧凑，重量比以前减小了1/3，且承载能力大，成本也有较大幅度下降。

22、本发明的有益效果：

23、1、有效解决了干燥机挡轮经常断轴问题，挡轮装置除正常检修外无异常；

24、2、延长了干燥机挡轮装置使用寿命，减少了设备维修费，降低了生产成本；

25、3、现作为公司标准结构已投入量产，该挡轮装置同样适用其他类似设备；

26、4、用该挡轮装置的“炭黑转毂干燥机”在2014年作为山东省重点领域首台(套)技术装备财政扶持产品；

27、5、由于该挡轮装置性能优良，具有新颖性、创造性和实用性，深受用户欢迎，目前在占据国内市场的前提下，已销往国外市场。

技术特征：

1.一种抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，包括：转毂(1.0)、滚圈(2.0)、挡轮装置(3.0)、调心滚子轴承(3.1)、压板(3.2)、轴承盖(3.3)、挡轮(3.4)、密封圈(3.5)、主轴(3.6)、底座(3.7)、推力球轴承(3.8)，其特征在于：挡轮装置(3.0)由调心滚子轴承(3.1)、压盖(3.2)、轴承盖(3.3)、挡轮(3.4)、密封圈(3.5)、主轴(3.6)、底座(3.7)和推力球轴承(3.8)组成；推力球轴承(3.8)上环与挡轮(3.4)安装配合，下环与主轴(3.6)安装配合构成主轴(3.6)无扭矩结构；调心滚子轴承(3.1)内环与主轴(3.6)安装配合，外环与挡轮(3.4)安装配合构成无卡阻灵活转动结构；挡轮(3.4)与底座(3.7)之间采取内嵌密封圈(3.5)对装置形成密封保护；主轴(3.6)与底座(3.7)直接安插配合定位构成便于拆装结构；挡轮(3.4)上的斜面与转毂(1.0)上滚圈(2.0)外缘斜面形成滚动副，限制转毂(1.0)轴向窜动。

技术总结
本发明公开了一种抗剪无弯矩无扭矩挡轮装置，是一种抗剪切力强无弯矩无扭矩产生且与干燥机滚圈摩擦阻力小的一种挡轮装置，该装置包括调心滚子轴承、压板、轴承盖、挡轮、密封圈、主轴、底座、推力球轴承。推力球轴承分别与挡轮和主轴安装配合构成主轴无扭矩作用结构；调心滚子轴承分别与主轴和挡轮安装配合构成无卡阻的转动结构；挡轮与底座之间采取内嵌密封圈对挡轮装置形成密封保护；主轴与底座安插配合定位便于拆装；挡轮上的斜面与转毂上滚圈外缘斜面形成滚动副，限制转毂轴向窜动；加大的底座增加了挡轮装置的稳定性。该装置同样适用其他类似工况条件。

技术研发人员：吕宏霞,吕殿波
受保护的技术使用者：青岛德固特节能装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/21