裝船機(jī)俯仰鉸點改造

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1、裝船機(jī)俯仰鉸點改造1、引言目前裝船機(jī)臂架長期運(yùn)轉(zhuǎn)，臂架鉸點除關(guān)節(jié)軸承磨損嚴(yán)重，軸承內(nèi)外套粘連卡死。內(nèi)套與軸承產(chǎn)相對運(yùn)動，造成軸承異響、震動軸與軸承間隙增大，內(nèi)套產(chǎn)生裂紋。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)俯仰角度不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)混亂等現(xiàn)象，給生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。2、分析原因2.1軸承受力分析裝船機(jī)臂架的變幅范圍我-12~87度（s14），計算用臂架總重:K=214.93t，G=k*g=214.93*103*9.8=2106314N。2.1.1首先計算出臂架重心所以經(jīng)計算伸縮臂架收到后限時整個臂架的重心位置離臂架鉸點水平距離為8.37M。2.1.2鉸點軸承受力分析計算

2、可知臂架處于0度是鉸點時軸承承載荷為：Fx=1038604N;Fy=1203478N;臂架在-12~73度之間變化時，臂架鉸點軸承的受力在Flmin=1489427N~Flmax=2105266N,單邊軸受力為Fmin=7447713.5N~Fmax=1052633N。裝船機(jī)作業(yè)時臂架角度在0~20度之間，用時4min，f=0.25擺次/min。裝船機(jī)俯仰速度為：0~8m/min,這里取平均6m/min。2.1.3原有軸承分析計算由于軸承出現(xiàn)裂紋，磨損等嚴(yán)重情況現(xiàn)對原軸承的名義接觸應(yīng)進(jìn)行校核：查機(jī)械手冊可得剛/銅的名義接觸應(yīng)力(p)=50<

3、63.321。所以原設(shè)計軸承不能滿足使用要求。2.2分析總結(jié)綜合以上特點，軸承的工作為：小角度、低轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷、工作條件惡劣，潤滑困難。以上特點不利于軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。原設(shè)計中的軸承，軸承外圈為軸承鋼，內(nèi)圈為銅+二硫化鉬。在正常情況下軸承內(nèi)外圈之間相對轉(zhuǎn)動，二硫化鉬起潤滑作用。但是現(xiàn)場作業(yè)條件異常惡劣，設(shè)計軸承兩側(cè)沒有密封，灰塵容易進(jìn)入，在運(yùn)行中造成潤滑不良，由于通的硬度較低，耐壓強(qiáng)度低，容易磨損。且通過計算員設(shè)計軸承的名義接觸壓力小于鋼/同的許多解除壓力。3、改造實施方案3.1改造方案確定由于原設(shè)計軸承不能滿足要求，軸承損壞時由于潤滑不良、

4、軸承內(nèi)套壓強(qiáng)度低、灰塵容易進(jìn)入等原因引起?，F(xiàn)確定改造方案如下：①對原有軸承進(jìn)行加大，對現(xiàn)有軸和軸承座改造。②根據(jù)現(xiàn)場安裝尺寸，對軸承進(jìn)行重新選型。對原有軸承進(jìn)行加大，需要對臂架鉸點處的軸、軸承孔進(jìn)行改造，工期長、費(fèi)用高。而根據(jù)現(xiàn)在的工況和安裝尺寸對軸承進(jìn)行重新選型，工期短，費(fèi)用低。經(jīng)濟(jì)效益高。3.2軸承選型現(xiàn)對軸承進(jìn)行重新選型，臂架主要承受徑向力，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中將不可避免的產(chǎn)生左右的晃動，根據(jù)現(xiàn)場工況將軸承選為兩側(cè)唇式密封免維護(hù)向心關(guān)節(jié)自潤滑軸承，很好的克服了原軸承的缺點。臂架在在最高點時，軸承承受極高的壓力，查械設(shè)計手冊可得鋼/PTFE織物

5、的名義接觸應(yīng)力最高(【p=150】)。這種自潤滑軸承采用特殊工藝，在外圈鑲上了一層玻璃纖維增強(qiáng)PTFE（聚四氟乙烯）—球面薄膜。這層薄膜能非常牢固的結(jié)合在母體材料上，抗積壓能力非常強(qiáng)，可達(dá)到良好的潤滑效果，從而大大的提高軸承的使用壽命。軸承選為：GE180-UK-2RS品牌為INA所選軸承：基本額定動載荷Cd（徑向）=2160000N；基本額定靜載荷Cor（徑向）=4300000N3.2.1軸承的失效分析通過計算可知，裝船機(jī)關(guān)節(jié)軸承的失效形式主要是摩擦、磨損失效、而不像通用軸承主要是疲勞失效。根據(jù)現(xiàn)場支撐結(jié)構(gòu)和工況的要求已經(jīng)確定軸承型號?，F(xiàn)

6、只需要核算所選軸承的使用壽命即可。3.2.2軸承壽命核算關(guān)節(jié)軸承的壽命L=ɑKɑtɑpɑvɑzKMCd/vPL:關(guān)節(jié)軸承壽命；ɑK：載荷特性壽命系數(shù)；ɑt：溫度壽命系數(shù)；ɑp：載荷壽命系數(shù)；ɑv：滑動速度壽命系數(shù);ɑz：軸承壽命系數(shù)；KM：與摩擦副材料有關(guān)的系數(shù);Cd：關(guān)節(jié)軸承額定動載荷；P：關(guān)節(jié)軸承當(dāng)量載荷；v：關(guān)節(jié)軸承滑動速度。查機(jī)械手冊：ɑK=1；ɑt:=1;KM=2.592*105;ɑz：0.5~1(這里取0.8)軸承質(zhì)量最好。ɑv=0.1844ɑp=G/Pb=402.0115/1807.0930.8556=0.657L=ɑKɑtɑ

7、pɑvɑzKMCd/vP=1*1*0.657*0.1884*0.8*2.592*105*2160000/911766*0.3272=1.858*105擺次通常情況下，裝船機(jī)平均每天做俯仰的次數(shù)為26次，則每年的俯仰次數(shù)為26*365=9490可知軸承使用壽命L1=1.858*105=9490=19.6年，軸承壽命足夠。（P：關(guān)于軸承使用當(dāng)量動載荷；p：名義接觸壓力；v：關(guān)于軸承滑動速度；?：擺角；ζ：折算系數(shù)；dm：關(guān)節(jié)軸承滑動球面公徑；f：關(guān)節(jié)軸承擺動頻率）由以上計算可知，所選INAGE180-UK-2RS軸承完全符合現(xiàn)場條件，起耐壓強(qiáng)度

8、、使用壽命滿足使用要求。