آموزش تصویری بلبرینگ

راه حل مهندسی بهینه شده RKB برای گیربکس میکسر بتنی

چکیده: در یک بخش رقابتی فزاینده ، گروه RKB با دفتر مرکزی و مرکز فناوری در بالرنا (سوئیس) تصمیم گرفته است سرمایه گذاری های سنگین را در تحقیق و توسعه انجام دهد تا به طور مؤثر الزامات صنعت انتقال نیرو را برآورده سازد ، که روز به روز تقاضا می شود. از نظر عملکرد و مقرون به صرفه بودن

مقاله حاضر مراحل انجام شده توسط گروه RKB را برای توسعه یاتاقانهای نورد سفارشی در همکاری با مهندسین سازنده پیشرو در اروپا برای میکسرهای بتونی نشان می دهد. طبق معمول ، کل فرآیند مهندسی با استفاده از سیستم های توسعه یافته نرم افزاری داخلی (MTDS ، RRLC و NON-HERTZ) ، ابزارهای 2D و 3D CAD و سیستم های آنالیز FEM پشتیبانی می شود. یاتاقان های WOR که برای این پروژه ویژه طراحی شده اند ، سرانجام توسط RKB با استفاده از آخرین فن آوری ماشینکاری و بهترین مواد اولیه و عملیات حرارتی تولید شدند.

1- مقدمه :

گیربکس میکسر بتن بخشی از کامیون های اختلاط ترانزیت است و حرکت چرخشی را از یک موتور هیدرولیک به درام منتقل می کند. از آنجا که بارهای بتونی به درام متصل می شوند ، همچنین در هنگام سفر به محل کار ، درام در حال چرخش است و به طور مداوم بار را برای تهیه آن مخلوط می کند و از جمع شدن آن جلوگیری می کند. در هنگام حمل و نقل ، گیربکس درام را در یک جهت (جهت شارژ) می چرخاند و با استفاده از درام های مارپیچ داخلی ، بار بتن از باز شدن تخلیه دور نگه داشته می شود. هنگام تخلیه ، جهت چرخش معکوس می شود.

جدیدترین نسل گیربکس ها دارای راه حل های خلاقانه ای هستند که باعث افزایش قابلیت اطمینان ، از بین بردن محدودیت ها و ناکارآمدی از طراحی های قدیمی و کاهش هزینه ها و نگهداری می شوند. با هدف رانندگی درام و حمل نیروهای گشتاور و بخشی از وزن طبل ، گیربکس میکسر بتن نشان دهنده عنصر اصلی برنامه است. تحمل اصلی که از بار منتقل شده از درام پشتیبانی می کند ، نقش مهمی در دستیابی به حداکثر عملکرد و قابلیت اطمینان دارد. به همین دلیل ، طراحی یاتاقان اصلی ترین تمرکز کل فرآیند مهندسی بود.

2- توضیحات برنامه :

ترتیب منفجر شده در شکل 1 مؤلفه های اصلی کاهش سرعت دنده سیاره ای دو مرحله ای را نشان می دهد که از طریق آن یک موتور هیدرولیک درام مخلوط را هدایت می کند.

موتور هیدرولیک حرکت چرخشی را به شافت پین ورودی 1 انتقال می دهد ، که چرخ دنده سیاره ای مرحله 1 را هدایت می کند ، با یاطاقان توپ های شیار عمیق 4 که شافت پینیون 6 دنده سیاره ای 2 مرحله 2 را که توسط SRB 8 در داخل آن پایدار است چرخانده است. حامل سیاره ای مرحله 2 9 دنده تاج 10 را جابجا می کند که نیروهای گشتاور را به فلنج خروجی 14 منتقل می کند ، همچنین سوء تنظیم را جذب می کند. طراحی اصلی SRB WOR 11 توسط مهر و موم در برابر محیط آلوده محافظت می شود. گیربکس را باید روی یک استحکام سفت و محکم نصب کنید. اگر نصب سخت نباشد ، می تواند به دنده های داخلی ، مهر و موم ها و در آخر یاتاقان آسیب برساند.

پیکربندی این طرح برای مقاومت در برابر شرایط عملیاتی مورد نیاز برنامه به روشی ایمن و مطمئن طراحی شده است. این هدف با گیربکس های توصیف شده ، که درایو و محوری از درام اختلاط پشتیبانی می کنند ، به دست می آید ، جبران حرکت بین طبل مخلوط کردن و جعبه اصلی تحمل.

3- انتخاب بلبرینگ :

با توجه به زاویه نصب درام و بار کاربردی آن ، بلبرینگ اصلی که از برنامه پشتیبانی می کند ، قادر به جذب نیروهای سنگین شعاعی و محوری همراه با غلط گیری مهم ناشی از طبل است. این شرایط به طور مستقیم به یک راه حل سفارشی برای طراحی بلبرینگ کروی منجر می شود.

به طور کلی ، برنامه های مهندسی سنگین متمایز که دارای یاتاقان های غلتکی کروی هستند ، ممکن است نیاز به تنظیمات تحمل های مختلف ، مانند CA ، ECA ، CC ، MA و MB داشته باشند ، که در شکل 1 نشان داده شده است ، فقط به ذکر رایج ترین. تفاوتها در درجه اول در طراحی حلقه داخلی و قفس نهفته است. به دلیل ویژگی های فنی کاربرد فعلی مانند سرعت چرخش کم ، فشار زیاد فشار ، شوک های متوسط و افزایش غلط جابجایی ، طراحی یاتاقان باید دارای یک قفس ساخته شده از دو قطعه باشد که دو ردیف غلتک های تقویت شده را قادر می سازد به طور مستقل از هر یک حرکت کنند. دیگر.

طبل مخلوط کردن از یک طرف توسط دو غلطک راهنما 2 و از طرف دیگر توسط درایو 3 ، شکل 2 پشتیبانی می شود. از آنجا که از نظر وزن زیاد و زاویه نصب آن ، یاتاقان اصلی 4 باید توانایی تحمل مقادیر بالاتر از سوء استفاده را داشته باشد. از بلبرینگ های استاندارد کروی. علاوه بر این ، اگر وسیله نقلیه حمل و نقل در زمین های ناهموار حرکت کند ، بلبرینگ اصلی 4 می تواند وزن طبل اختلاط 1 را به براکت 5 بلبرینگ 5 که به قاب وسیله نقلیه متصل است منتقل کند. در چنین شرایط شدید ، قاب وسیله نقلیه تغییر شکل می یابد ، و منجر می شود. به حرکت نسبی بین براکت تحمل و درام اختلاط که باعث ایجاد شوک در بلبرینگ اصلی می شود. به منظور محافظت از بلبرینگ اصلی در برابر تکان های بیش از حد در حین کار ، براکت تحمل باید روی کمک فنرها نصب شود.

4 طراحی بلبرینگ :

به منظور جایگذاری مقادیر بالاتر سوء استفاده ، حلقه بیرونی بلبرینگ دوباره طراحی و بهینه شده و باعث افزایش عرض حلقه بیرونی می شود. تفاوتهای اصلی بین حلقه های بیرونی طراحی یاتاقانهای غلتکی کروی با طراحی عادی و شکل های مخصوص WOR در شکل 4 نشان داده شده است. نتیجه هندسه بهینه شده حلقه بیرونی باعث می شود که یاتاقان بتواند از جهت ناپیوستگی زاویه ای بالاتر از بلبرینگ غلتکی استاندارد استفاده کند ، حفظ اجرای تحمل. علاوه بر بارهای شعاعی سنگین ، این طرح یاتاقان از بارهای سنگین محوری پشتیبانی می کند و خواستار جابجایی می شود و این امر را برای کاربردهای میکسر بتن غیر قابل تعویض می کند. سری یاتاقان WOR یک طراحی خاص است که دارای دو جاده خارجی جداگانه با یک حلقه بست می باشد که نصب و تخلیه را تسهیل می کند.

طراحی غلتک کروی RKB 24122 WOR82A (شکل 3 a) یک بلبرینگ با غلتک های متقارن ، حلقه داخلی فلنج بدون حلقه ، یک حلقه راهنمای غیر انتزاعی بین دو ردیف غلتک با محوریت حلقه داخلی و قفس های پنجره ای فلزی فشرده شده برای هر ردیف از غلطک قفس دو تکه باعث می شود دو ردیف غلتک به طور مستقل از یکدیگر حرکت کنند ، که در برنامه هایی با بارگذاری شدید رانش مفیدی است. علاوه بر این ، حلقه غیر یکپارچه با محوریت حلقه داخلی به عنوان یک حلقه راهنما برای غلطکها ، که به درستی در منطقه بارگذاری شده حرکت می کنند ، عمل می کند. قفس جداگانه غلطک های چرخان را در یک وضعیت پایدار نگه می دارد و امکان افزایش حداقل دما و زمان کار بهتر را فراهم می آورد. این طرح به دست آوردن یک بخش قفس قابل توجهی کاهش یافته اجازه می دهد زیرا این پل از دو طرف پشتیبانی می شود. علاوه بر این ، این نوع قفس ، نیاز به فلنج های نگهدارنده حلقه داخلی را از بین می برد و غلتک های بیشتر و بیشتری را امکان پذیر می کند ، که به طرز چشمگیری ظرفیت حمل بار را افزایش می دهد.

طراحی RKB 24122 WOR82 (شکل 3 b) یاتاقان با غلطک های نامتقارن است ، یک قفس برنجی ساخته شده با دو قطعه که بر روی دنده حلقه مرکزی داخلی ثابت هدایت می شود و فلنج های نگهدارنده را روی حلقه داخلی نگه می دارد. در صورت طراحی غلتک نامتقارن ، غلطک ها به سمت دنده ثابت مرکزی سوق می شوند. این امر امکان دستیابی روانتر از یاتاقانها ، کاهش اصطکاک کشویی و تولید گرما را فراهم می کند ، که در کاربردهای سرعت کم بسیار مفید است و عمر روغن کاری طولانی تری دارد. اگر برنامه در معرض بارهای فشار قوی قرار داشته باشد و اگر میزان بارهای شوک تلفظ شود ، بار اضافی و اصطکاک داخلی بالاتر روی دنده ایجاد می شود.

طراحی RKB 24122 WOR82AA (شکل 3 c) یاتاقان با غلتک های متقارن است ، یک قفس از جنس پنجره از جنس استنلس استیل فشرده دو قطعه برای هر ردیف غلطک هدایت شده در حلقه داخلی دنده تقویت شده مرکزی مرکزی. این طرح شامل طراحی قبلی 24122 WOR82 است که شامل تعداد غلطک های بیشتر و طول برای افزایش بار بیشتر است. دنده حلقه داخلی ثابت ثابت برای تقویت بار و اصطکاک اضافی تقویت شده است.

علاوه بر این طراحی خاص ، یک فولاد با تمیزی بالا و سختی درمانی RKB Isothermal Bainitic (HB) برای حلقه داخلی برای تقویت استحکام تحمل و مقاومت در برابر تداخل کششی بالا و بارهای زیاد شوک ، در همان زمان وقوع را کاهش می دهد ترک خوردگی حلقه

نرم افزار RKB MTDS (شکل 5 الف) اطلاعات مربوط به پس زمینه ثابت را برای محاسبه رتبه بار استاتیک و دینامیکی بار مطابق با آخرین نسخه های ISO 76 و ISO 281 ارائه می دهد. تفاوت در رتبه بندی بار استاتیک و دینامیکی ، به دلیل داخلی خصوصیات کلان هندسه سه یاتاقان ، عادی شده و در شکل 5 ب نشان داده شده است.

5 شرایط عملیاتی برنامه

با توجه به طراحی برنامه و الزامات آن ، شرایط کار میکسر می تواند متفاوت باشد. از طرف دیگر ، آنها باید در حدود تعیین شده توسط مشخصات ASTM برای بتن مخلوط آماده یا سایر مقامات مشابه پیدا شوند. بسته به شرایط بتنی برای به دست آوردن اجراهای درخواستی در محل کار ، شرایط کار متغیر کامیون تعیین می شود. از آنجا که بتن محصولی قابل تغییر در معرض از بین رفتن احتمالی خواص به عنوان یک نتیجه از برخی عوامل (به عنوان مثال دما و زمان تحویل) می باشد ، تناسب مناسب مواد بتن انتخابی به همراه یک چرخه اختلاط صحیح توسط تولید کننده بتن مستقر می شود. در تجربه قبلی خود بسته به نوع مخلوط و ظرفیت درام ، مواد اولیه (سیمان ، شن ، آب ، سنگدانه ها و سایر مواد) به طور همزمان در طبل با سرعت متوسط و زیاد وارد می شوند. پس از اتمام مراحل شارژ ، روش اختلاط آغاز می شود. چندین کارکرد لازم برای بتن ریزی مناسب وجود دارد و به خواص مورد نظر مانند استحکام ، دوام و کارایی می رسد.

در حیاط. این عمل مخلوط بتونی را برای حدود 50 چرخش با سرعت زیاد بین 10-15 دور در دقیقه تحمیل می کند. پس از اتمام این مرحله ، بتن با سرعت کمتری که 2-4 دور در دقیقه است ، تا لحظه ای که به محل کار برسد ، هم زده می شود.

در ترانزیت بتن در حدود 70 چرخش با سرعت متوسط بین 8-10 دور در دقیقه هنگام رانندگی به محل کار مخلوط می شود ، سپس سرعت کاهش می یابد.

در سایت کار در حین حمل و نقل بتونی به محل کار ، با سرعت تحریک کننده حفظ می شود ، در حالی که ، در حال حاضر که به محل کار آورده می شود ، سرعت در حدود 18-20 دور در دقیقه ، برای حدود 70-100 چرخش افزایش می یابد.

اگر به هر دلیلی ، اپراتور کامیون مخلوط تصمیم به اضافه کردن آب پس از مخلوط کردن بتن گرفت ، باید 30 چرخش اضافی با حداکثر سرعت انجام شود. بسته به نوع مخلوط ، شرایط کار و اندازه طبل ، این مخلوط با سرعت طبل 10-14 دور در دقیقه تخلیه می شود. از آنجا که میکسر بارگیری می شود و آب به سیمان اضافه می شود ، تا زمانی که توالی تخلیه انجام شود ، پیشخوان انقلاب نباید بیش از 350 چرخش یا 90 دقیقه ثبت کند.

طول طبل با مقاومت و شکل باله های داخلی هلیکوئیدی محدود می شود. بنابراین انتخاب چرخه کاری مناسب در عملکرد بتن بسیار مهم است و به موقع بازده عملی و اقتصادی منعکس می شود.

وزن طبل و بخشی از وزن حاصل از حجم بتن به طور مستقیم بر روی بلبرینگ اصلی درایو به عنوان یک نیروی شعاعی و محوری ترکیبی عمل می کند. شرایط عملیاتی متغیر تحمیل شده توسط چرخه مخلوط درام تأثیر مستقیمی بر عمر تحمل اصلی دارد. برای ارزیابی عمر تحمل ، لازم است که شرایط کار شرح داده شده به تعداد محدودی از موارد کاهش یابد (جدول 1). در این حالت ، هر سطح بار متفاوت از بارهای متغیر جمع می شود و به یک بار ثابت کاهش می یابد. این بازه های وظیفه به طور متوسط در درصد معینی از کسری زمانی ، فواصل سرعت ، اختلاف دما ، شرایط روغن کاری و میزان آلودگی به طور متوسط انجام می شود.

برای محاسبه عمر تحمل زیر درصدهای فوق و در نظر گرفتن بارهای اعمال شده ، سرعت متغیر ، دمای کار ، تأثیر روغن کاری و الزامات مربوط به طول عمر خدمات ، قابلیت اطمینان و شاخص ایمنی ، از RKB RRLC سیستم نرم افزاری ثبت شده داخلی استفاده شده است. عمر رتبه بندی اصلاح شده L10m (شکل 6 c) که توسط نرم افزار RRLC (شکل 6 a) محاسبه شده است ، برای هر سه یاتاقان با در نظر گرفتن مشخصات برنامه ، طول عمر لازم سیستم کامل درام گیربکس-درام را برآورده می کند. همانطور که در شکل 6 b نشان داده شده است ، تفاوت بین عمر اولیه رتبه بندی L10 و طول عمر تغییر یافته L10m در طراحی 24122 WOR82AA قابل توجه است. عمر درجه بندی اصلاح شده کاهش می یابد زیرا یاتاقان تحت فشار کم کار می شود ، با استفاده از همان کیفیت روان کننده برای چرخ دنده شافت ورودی که با سرعت چرخشی بالا کار می کند. در این حالت ، از افزودنیهای فشار شدید برای تهیه روغن کاری مرزی یا مختلط و محافظت از ضد چربی استفاده می شود. همچنین طبق گفته سازنده گیربکس ، اولین تغییر روانکار در 100 ساعت کار انجام می شود تا ذرات فلزی که می تواند به یاتاقان ها آسیب برساند حذف شود. تغییر روان کننده زیر باید بعد از هر 1000 ساعت کار یا طی یک سال انجام شود.