某铸造起重机走行车轮组轴承寿命计算方法的研究

第6期总第130期NO6SUMNO130机械管理开发MANAGEMENTANDDEVEL0PMENT2012年12月DEC2012某铸造起重机走行车轮组轴承寿命计算方法的研究虞强攀钢集团攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂，四川I攀枝花617000摘要通过同时考虑负荷系数的修正，润滑、污染程度、偏心载荷及安装不当等因素的影响，对某炼铜厂铸造起重机大车运行机构车轮组的轮压和侧向力进行计算分析，提出了一种新的轴承寿命计算方法，并对其验证。计算表明文内提出的计算方法，能精确的计算轴承的使用寿命，并能为轴承的工程应用提供理论基础。关键词铸造起重机；车轮组；轴承；寿命；计算方法中图分类号TG2311文献标识码A文章编号1003773X2012060047020引言某炼钢厂原料跨铸造起重机共5台，其走行车轮组为100套，轴承用量为200套。近三年内，该厂原料跨铸造吊车因走行车轮组故障，共更换了22套走行车轮组，分别于2009、2010及2011年更换了9、7和6套。其中因轴承损坏，共更换了18套，分别于2009、2010及2011年更换了8、6和4套；因轮缘磨损超标，更换了3套；因车轮轴断裂，更换了1套。因此，走行车轮组轴承损坏是造成该厂原料跨铸造吊车车轮组故障的主导因素。鉴于传统预测轴承寿命的计算方法偏差较大，本文提出了一种新的预测方法。1主要技术参数起重机总重为3604T，额定起重量为200T，主小车重为798T，CJPJ,车重为229T，司机室装置为106T；起重机跨度为225M，基距为111IN，大车运行速度为678MMIN，大车车轮数7为16个，车轮直径为630MM，车轮轴承型号为22234；司机室装置中心线到端梁中心线的最小距离厶为321TI，主钩中心线到端梁中心线的最小距离厶为27M，副钩中心线到端梁中心线的最小距离为30M。2车轮组受力分析21大车轮压计算铸造起重机轮压计算简图如图1所示。可以看出，当主钩满载时，最大轮压位于司机室装置侧点。点车轮压力按公式计算求解，表达如下M一98图1铸造起重机的轮压计算简图FGZXCQQ司机室侧车轮布置有2个铰接平衡台车组且每个平衡台车组安装有2件车轮组，如图2所示。每个车轮组的轮压可按下式求解11P专M专F21199824996KN22侧向力计算桥式起重机在运行中出现偏斜运行时，将产生垂直于车轮轮缘并作用于中轮缘上的水平侧向力。计算图2司机室侧车轮布置图水平侧向力应按式3近似一1P3式中为水平侧向力；P为发生侧向力一侧经常出现的最大轮压总和；为水平侧向力系数可根据水平侧向力系数与起重机跨度和车轮基距比值的关系曲线如图3所示查得，文中LB225111225，013图3与LB的关系将上述诸数值代人式3中，得到HS去P吉1998201312988KN423受力分析铸造起重机单边均设置了8个车轮组，每个车JI轮组的侧向力均为I击击_HS2，如图4所示。以司IL一一_I侧主动车轮为分析对图4水平侧向力分布象，图5为其车轮装配图。图6为车轮组受力分析简图。其中，P为车轮体相对轨道面法线方向的作用力；FR为轴承承受的径向动载荷由于车轮组对称分布2套轴承，因此每个轴承承受的径向动载荷为2，即FRP22498KN；轴向动载荷N为车轮体承受的水平侧向力FAHS2丝6494KN收稿日期20120604作者简介虞强1976一，男，四川富顺人，机械工程师，本科，主要研究方向起重机设备的维修与应用。EMAILYUGROUPYEAHNET470OOO第6期总第130期机械管理开发3轴承寿命计算现代轴承质量的提高使得轴承的实际工作寿命远远高于其基本的额定寿命I。由于轴承在具体运行中受到诸如润滑、污染程度、偏心载荷、及安装不当等因素的影响，采用传统的厶。寿命计算法将存在一定程度上的误差，导致计算寿命与实际运行寿命不吻合。为此，本文提出轴承的修正寿命计算方法，即100一可靠性修正额定寿命厶I求解方法，表达如下图5车轮装配图LI式中，A为轴承寿命修正系数，考虑了可靠性修正AL、轴承材料修正A2及环境条件修正A3，表示为AAAA。其中，环境条件修正系数A3又涉及了载荷区修正、润滑修正A3L及偏心系数修正A3，由口3A3女A3A。，求解得到。31确定当量动载荷当FAFR026E03时，在LYC轴承目录中查询22234，可得E03，23。依据通用公式PXYFA，可得P2907KN。实际铸造起重机的车轮组在工作中存在振动和冲击，在计算过程中应考虑负荷系数，其值可查表6为15。同时，由于存在平衡台车组和车轮组的安装误差、桥架的变形、厂房结构及轨道缺陷等因素影响，轴承实际承受载荷约为巨十算出当量载荷的11倍，则为P章际11FFP111429074477KN32确定轴承转速_136RMID314063N“1T“33确定轴承修正系数明确诸修正系数1确定可靠性修正系数AL。可靠性要求为90，查文献F21中表2，可得A。1。2确定轴承材料修正系数A2。轴承为电炉钢制成，其轴承材料系数为AZ1。3确定环境条件修正系数A。轴承载荷区域为180。负载区，因此A3K为1；通过查表得出D为240MII1，K为046MMS，P为06，污染系数为04，根据文献中图4得出A3为07；由于车轮组在安装过程中车轮轴与轴承座可能存在偏斜，轴承内外圈的偏心量存在超过允许偏心量的情况，则A3取098。故而，环境条件修正系数为A3107098068。综上，轴承修正系数为A11068068。34轴承寿命计算查得轴承22234的额定动载荷为981KN，由式5可得N8丁387H该铸造起重机运行机构的工作级别为M7，平均每天工作12小时，每年工作350天，则轴承实际使用寿命为271年。4结论该厂铸造起重机的车轮组轴承实际使用寿命约为23年，通过利用轴承的修正寿命计算方法算得轴承的寿命为271年，与实际使用寿命基本吻合。因此，本文提出的预测方法可以精确的预测轴承寿命，并为其工程应用提供理论基础。参考文献【1】张志文起重机设计手册【M】，大连起重机厂，19792王勇滚动轴承寿命计算J】电机与控制应用，20093671418【3】雷永华LYC轴承的品牌之路【JLJ中国经贸导RJ，20101283【4】轴承研究所三室滚动轴承的寿命计算方法J1轴承，19743118由上述表述可知，在确定轴承寿命修正系数前，应RESEARCHOFAFORGINGCRANERUNINGWHEELGROUPBEARINGLIFECALCULATIONMETHODYUQIANGPANZHIHUAIRONANDSTEELGROUPCO，HD，PANZHIHUASTEELANDVANADIUMVANADIUMEXTRACTIONSTEELWORK。PANZHIHUA617000CHINA1ABSTRACTBYCONSIDERINGTHEINFLUENCEOFTHEAMENDMENTOFTHELOADFACTOR，LUBRICATION，POLLUTIONLEVELS，CENTRICLOADING，IMPROPERINSTA11ATIONANDOTHERFACTORSATTHESAMETIME，CALCULATINGANDANALYZINGWHEELPRESSUREANDATERALFORCESOFCASTINGCRANETRAVELINGMECHANISMWHEELGROUPOFASTEELMAKINGPLANT，FINALLYPRESENTINGANEWCALCULATIONMETHODFORTHEBEARINGLIFEWHICHISFOLLOWEDBYVERIFYINGITISTHECONC1LL_SIONTHATTHEPROPOSEDCALCULATIONTHEORYCANACCURATELYCALCULATETHESERVICELIFEO