振动压路机振动轮的设计

作者：徐州工程机械制造厂 万汉池 任化杰

欢迎访问e展厅 展厅 4 路面机械展厅 沥青摊铺机, 压路机, 平地机, 稀浆封层机, 铣刨机, ... 摘要 介绍了振动压路机振动轮的主要结构型式；说明了设计要点；详尽分析了振动轮设计中的振动轴承的框架轴承选型和径向间隙，轴向间隙的确定及设置透气塞的作用。 关键词：振动压路机振动轮设计 振动压路机可以分解为结构件、动力系统、传动系统（桥箱及液压系统）、控制系统（液压及电气系统）和振动轮五大部分。振动轮作为振动压路的工作装置，其设计和制造质量直接影响整机的工作性能和可靠性。本文在分析振动轮不同结构的基础上，阐明振动轮在设计、装配和维修过程中应注意的几个问题。 1 振动轮结构型式 目前比较常见的结构型式有通轴式（又可分为单轴式、内外套轴式）、焊接碟形板式和可拆装箱式（也叫独立激振室）。单轴通轴式一般用于中小型振动压路机，可以实现单一或两个振幅；内外套轴通轴式一般用于大中型振动压路机，可以实现多个振幅；焊接碟形板式和可拆装箱式应用较为广泛，但可拆装箱式与焊接碟形板式相比，油室内的清洁度以及轴承孔的同轴度更容易达到，有利于提高振动轴承的使用寿命。 但不论哪种结构型式的振动轮，都由振动轮体，激振室和安装支撑部分组成。激振室作为一个组件，包括内外轴承座，激振轴，振动轴承等；安装支撑部分包括安装板，减振器，框架轴承等。 图1为振动轮简化后的结构示意图。 2 振动轮设计要点 设计振动轮的关键是振动轴承和框架轴承的选用。 2.1 振动轴承 振动压路机对振动轴承的要求不外乎两点，即极限转速，承载能力。目前比较常用的有双列向心球面滚子轴承（调心滚子轴承）和单列圆柱滚子轴承；其实其它类型的轴承，只要能满足上述两点要求，也可以用作振动轴承，如深沟球轴承。当然，有时也提出轴承的调心性能和抗振动性能，其实这两点是对轴承孔的同轴度和轴承的径向游隙的要求。 双列向心球面汉子轴承具有较高的承载能力，调心性能也很好，但极限转速偏低。在不易保证做承孔同轴度或轴承跨距较大的清况下，应当优先选用。 单列圆柱滚子轴承的承载能力和调心性能不如双列向心球面滚子轴承（与内径相同的轴承相比），但极限转速很高，这样就呆以选择大规格的，从而弥补承载能力低不足；至于调心性能差的问题，可拆装箱式激振室的推广应用，可以很好地解决这一难题。然而，就目前绝大部分厂家选用该种轴承的情况看，其使用寿命计算值一般在2500h左右（不及使用双列向心球面滚子轴承计算寿命的一半），考虑到轴承的保险系数一般较大，一年有效工作时间按2000h计算，实际使用寿命2.5-3.5年左右。在这一定程度是消除了人们的担忧！ 振动轴承的径向游隙不同于普通轴承，一般至少为第4组游隙或更大，这是由交变载荷和振动工况决定的。具体为双列向心球面滚子轴承0.08-0.18mm左右，单列圆柱滚子轴承0.10-0.20mm左右，轴承越大，径向游隙也越大。 另外，为了保证轴承在温升高后仍然有足够的径向游隙，对振动轴承的轴向窜动量也是要求的。就一对轴承而言，双列向心球面滚子轴承为1.0-2.5mm，单列圆柱滚子轴承为2.0-4.0mm轴承越大，轴向窜动量也越大。如图1中的δ。 有必要说明的是，润滑油油品和润滑条件也是影响振动轴承使用寿命的重要因素。对振动轴承而言，尽管是稀油润滑，但由于润滑油及激振室散热条件不好，加之靠轮子封口板旋转带油流入轴承进行润滑（偏心块旋转不应触及油面，击溅式润滑设计是不合适的），因此其寿命将大打折扣。在轴承座上加工流油孔以增加流入轴承内的油量，放油螺塞作成带磁铁结构以吸附油中的铁质磨损，都是目前常用的改善润滑条件的措施。 对于润滑油品，振动轴承的要求比一般桥箱更高。推荐采用符合ISOVG150的合成油，如美孚SHC629，用美孚HD80D-90也可。 2.2 框架轴承 框架轴承又称行走轴承，主要起支撑振动轮的作用，如图2所法。该轴承的装配一直是有争议的。争议的焦点的两种轴承之间的内、外隔环如何处置。其实，如果搞清楚了配备内，外隔环的目的，这个问题就迎任而解了。 背对疹安装的配对圆锥滚子轴承，内隔环为调整安装尺寸用，即两轴承的内圈宽度加上内隔环宽度组成的轴承总宽，内圈宽度的差异靠内隔环的宽度来调整；也就是说，一批轴承中，内圈宽度彼此都不相同（加工误差所致），内隔环宽度也不一样（特意配作），但每一件轴承的总宽度都具有相同的名义尺寸和公差值。外隔环为调整轴承间隙（径向、轴向游隙）用。对某一配置好内隔环的轴承，要求不同的游隙配置不同宽度的外隔环。由此可见，单纯对轴承而言，内、外隔环都要安装，而且一般轴承厂家从保证轴承最佳使用状态考虑也是这样推荐的。 图2表示的即是内，外隔环都安装是的情形。从图中可以看出，要保证轴承设定好的游隙，件11就必须压紧轴承内圈。那么件11与件16势必存在一定的间隙δ1（没有间隙则压不紧，而且件16安装轴承部位的尺寸存在加工误差），这就是埋下了件11和件12松动的隐患。绝大部数框架轴承的损坏，都会导致驱动内，外轴座甚至振动马达等一连串零部件的损坏 图3所法为改进后的结构。在这结构中，只安装外隔环，同时在现场配作件12，或在件12与件16之单间加调整垫，保证11轴承内圈之间有一定间隙δ2便可，δ2即为轴承游隙。不难发现，轴承的游隙有 保证，件11和件12松动的隐患也消除了。 对于轴承游隙δ2，一般达到0.1-0.2mm即可。考虑到该轴承的实际工况，转速低，n=30-80r/min，而且由于该处结构的要求（中间有振动轴驱动花键套），轴承游隙δ2取0.1mm左右即可。轴承游隙δ2取值小政治家一个好处，即限制件7相对于件16的偏摆，从而有效地保护振动马达。一次性用滑脂润滑该轴承，也是出于工况良好的考虑。当然，振动室内的润滑油也会进入该轴承对其进行润滑。排除加工质量等原因外，轴承游隙过大是件15处生产漏油的主要原因。 从图2、图3中还可以看出，件2、件7与轴承的关系分两处，即件7压紧轴承外圈与不压紧轴承外圈，或曰件2、件7之间有间隙与没有间隙。两种情况各有利弊，因为件7的止口与轴承外圈之间的间隙将转化为件2轴、件7之间有间隙则易造成连接松动。那么，最佳状况是件2、件7之间没有间隙，件7的止口轴承外圈之间的间隙很小，而据实际情况，两者兼顾十分困难。其实，件2、件7之间保留0.5-1.0mm的间隙，或者件7的止口与轴承外圈之间保留0.2mm左右间隙，都是比较切合实际的。其原因下面将进一步说明。 对于外圈为整体结构的轴承，当件7压紧外圈时，同分体轴承没什么两样；当安装内隔环时，结构同图2，当不安装内隔环进，结构同图3。 然后，我们再看一下振动轮与车架安装连接情况。如图2所示，当振动轮总成放入压轮框架两侧板内后，用件10挤压件6，从而便件5压缩，然后在件9与件6之间加入足够的调整垫件8，使得去掉件10后件5仍有2mm左右压缩量。这样装配的理由是，橡胶减振器在受压状态下工作（主要产生剪切变形），有较长的使用寿命。正是由于按照上述方法装配，才改善了件11，件12的受力状况，同时也基本消除了件2和件7的偏摆现象。反之，橡胶减振器在受拉状态下工作。是橡胶减振器短命及轴承连接处损坏的又一原因。 随着振动室内温度的升高，腔内必将充满油气。如果没有透气塞或透气孔，图1中的件6、图2中的件15势必加速失效漏油。透气塞没有有行，透气塞堵塞同样不行，透气塞很容易堵塞，造成漏油。在此情况下，可将透气塞拆下来。 振动室的呼吸通道有二。对碟形板和可拆装箱式结构的振动轮而言，可通过振动轴上的径向小孔贯通传动轴的花键孔，从而使振动室与两碟形板之间的空腔相通，而封口板上大于碟形板最大直径处设有透气孔或透气塞，这样就实现了振动室的自由呼吸，如图1所示。 对通轴式振动轮而言，由于油室是圆筒状，上述通道显然不可能实现，而通常在振动马达安装盘上方设置透气塞。也可保留图1中封中板上的透气孔，供焊接封口板时透气用。 3 结论 （1）振动轴承径向游隙要大，轴向窜动量要足够，振动室内的清洁度要保证。 （2）框架轴承安装方式要正确，综合游隙要小，内、外圈固定要可靠。 （3）透气塞要保证畅通。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/17/2004)