一种大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构的制作方法

本发明涉及一种矿山设备用装置，尤其是涉及一种大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构。

背景技术：

公知的，球磨机是冶金、建材、化工等行业粉磨作业的主要设备，开式齿轮边缘传动是矿用磨机最常用的传动方式，磨机大齿轮联接在筒体外侧，通过电机驱动小齿轮与大齿轮啮合带动磨机旋转。磨机的小齿轮轴通过两个调心滚子轴承支撑在轴承座上，在轴承座及齿轮轴上设计适合于轴承润滑的密封结构等共同组成磨机的小齿轮滚动支撑结构，是磨机传动系统运行的关键部件。目前，国内规格较小磨机小齿轮滚动支撑结构中滚动轴承采用调心滚子轴承支撑，轴承采用油脂密封，轴承座采用带有压盖、透盖的迷宫密封结构。随着磨机直径的增大，对小齿滚动支撑结构的设计也提出了新的要求，原有的轴承类型、润滑形式、密封结构等都不能满足驱动功率大于6500kw的大功率磨机边缘传动的要求。

磨机的驱动方式伴随着磨机的大型化呈现出多样化的趋势，开式齿轮边缘传动由单电机驱动发展为双电机驱动，通过两个小齿轮滚动支撑结构带动磨机转动，双驱动系统的同步性能，大型磨机千万吨级的负荷，现场基础的合理设计以及调心滚子轴承的安装等多种因素使得小齿轮组的受力工况更为复杂。原有的小齿轮滚动支撑结构出现调心滚子轴承损坏频繁，滚动支撑结构密封处局部漏油的情况，频繁的更换滚动轴承及密封装置不仅影响磨机的作用率，而且给用户带来了高额的维护费用，已经成为目前困扰大型矿用磨机的主要问题。因此提出一种新型的大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构来满足大功率矿用磨机驱动的需求，成为为本领域技术人员的基本诉求。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决现有技术中小齿轮组的受力复杂造成轴承磨损厉害的问题，提供一种大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构，通过在固定端采用球面滚子轴承和调心滚子轴承组合的结构，自由端采用调心滚子轴承，优化轴承受力，提高轴承寿命；采用稀油润滑减少轴承的发热；改进了轴承座结构保证润滑油的流通性；轴承座上采用夹布双唇油封、o型圈密封、迷宫密封多重密封结构减少滚动支撑结构的漏油情况；增加自动密封加脂接口保证密封的可靠性；增加振动监测接口监测轴承的使用情况。实现了有效延长大型磨机小齿轮轴滚动轴承使用寿命，支撑装置密封可靠，拆装方便，减少磨机停机检修时间，使用安全可靠的目的。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构，包括小齿轮和轴构成的一体结构式轴齿轮，轴齿轮的轴心处加工有便于释放应力的通孔，轴齿轮的两端分别为固定端和自由端，所述的轴齿轮的固定端设置有固定端轴承座和固定端轴承盖，固定端轴承盖配合固定端轴承座围绕的空间为第一轴承腔，第一轴承腔内设置有用于支撑轴齿轮固定端的第一调心滚子轴承和球面滚子推力轴承，球面滚子推力轴承位于第一轴承腔远离轴齿轮上小齿轮的一侧，第一调心滚子轴承位于第一轴承腔靠近轴齿轮上小齿轮的一侧，上压盖和下压盖配合形成用于顶压第一调心滚子轴承一端并密封第一轴承腔的压紧端盖，第一轴承腔远离压紧端盖的一侧内壁上还设置有若干沿圆周方向均布凹槽，凹槽内均设有弹簧，弹簧的一端顶在凹槽底部，弹簧的另一端顶设在压板上，压板贴设在球面滚子推力轴承上以便于对球面滚子推力轴承施加预紧力，第一调心滚子轴承和球面滚子推力轴承之间设置有定距环，调整定距环使得球面滚子推力轴承和第一调心滚子轴承的轨道曲面中心线交汇到同一点，同时通过弹簧、上压盖和下压盖的配合对球面滚子推力轴承施加预紧力，第一调心滚子轴承和球面滚子推力轴通过配合和轴肩定位固定在第一轴承腔内；

所述的轴齿轮的自由端设置有自由端轴承座和自由端端盖，自由端轴承座和自由端端盖配合围绕的空间形成的第二轴承腔，第二轴承腔中设置有用于支撑轴齿轮自由端的第二调心滚子轴承，第二调心滚子轴承通过锁紧螺母和锁紧扣配合固定在第二轴承腔内齿轮轴的自由端，第二调心滚子轴承和第二轴承腔的两侧内壁之间均形成间隙，靠近轴齿轮上小齿轮的一端间隙为m，远离轴齿轮上小齿轮的一端间隙为ｎ。

所述的第一调心滚子轴承和第二调心滚子轴承的型号相同。

所述的固定端轴承座和固定端轴承盖之间通过相互配合的螺栓、螺母和垫圈固定在一起，通过螺纹贯穿两者外侧壁上的耳座固定在一起，固定端轴承座和固定端轴承盖之间还有销定位。

所述的自由端轴承座和自由端端盖之间通过相互配合的螺栓、螺母和垫圈固定在一起，通过螺纹贯穿两者外侧壁上的耳座固定在一起，自由端轴承座和自由端端盖之间还有销定位。

所述的第一轴承腔穿设轴的通孔的两端均设置有密封盖i，密封盖i包括相互配合的上密封盖i和下密封盖i，密封盖i与第一轴承腔的侧壁之间通过圆橡胶管密封，密封盖i与轴齿轮的轴之间通过o型密封圈、迷宫密封密封，所述第二轴承腔穿设轴的通孔的两端均设置有密封盖ii，密封盖ii包括相互配合的上密封盖ii和下密封盖ii，密封盖ii与第二轴承腔的侧壁之间通过圆橡胶管密封，密封盖ii与轴齿轮的轴之间通过o型密封圈密封，o型密封圈包括位于靠近齿轮轴一端的内侧o型密封圈和远离齿轮轴一端的外侧o型密封圈，内侧o型密封圈处设置有与其配合的内侧密封环，外侧o型密封圈处设置有与其配合的外侧密封环，第一轴承腔和第二轴承腔的侧壁与轴之间均通过夹布双唇油封，夹布双唇油封包括位于靠近齿轮轴一端的内侧夹布双唇油封和远离齿轮轴一端的外侧夹布双唇油封，夹布双唇油封与小齿轮轴之间采用过盈配合随齿轮轴一起旋转，o型密封圈与小齿轮轴随齿轮轴轴一起旋转。

所述的固定端轴承座和自由端轴承座均通过底板固定在地基上。

所述的固定端轴承盖上加工有润滑油口a和润滑油口b，自由端轴承盖上加工有润滑油口c，固定端轴承座和自由端轴承座的下部均加工有出油口l和出油口k，第一轴承腔和第二轴承腔的空间均开设有通孔分别与出油口l和出油口k连通，固定端轴承座底部开设有放油孔d和放油孔e，自由端轴承座底部开设有放油孔f，本申请采用稀油润滑，带有一定压力的润滑油通过液压站油泵注入固定端轴承盖上a、b处的润滑油口和自由端轴承盖上c处的润滑油口，带走滚动轴承转动时产生的热量，保证其正常运行。在固定端轴承座和自由端轴承座的下部l、k处预留出油口，为保证轴承两侧润滑油的流通，在轴承座上开通孔，连通两处的出油口。在固定端轴承座底部预留有放油孔d、e，在自由端轴承座底部预留有放油孔f、g，保证轴承座底部的废油及杂质能够顺利排除。

所述的自由端轴承盖和固定端轴承盖的上均安装有空气滤清器和铂热电阻。本方案中自由端轴承盖和固定端轴承盖的顶部垂直位置预留有振动检测传感器连接孔，在自由端轴承座和固定端轴承座的水平位置预留有振动检测传感器连接孔。

所述的大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构在齿轮轴上装有甩油环ⅰ，在锁紧螺母上联接有甩油环ⅱ，都随齿轮轴一起旋转。

所述的大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构在自由端轴承盖和固定端轴承盖上安装有挡油板。

本发明的有益效果是：本发明小齿轮与轴采用一体结构，简化了小齿轮与轴的联接方式，使其结构及受力更为合理，小齿轮轴中心打长孔使小齿轮轴热处理过程中应力释放更加均匀。

本发明在固定端采用调心滚子轴承和球面滚子推力轴承组合支撑，两轴承受力中心重合，有效地提高轴组的轴向承载能力，且具有承载能力高、抗振性好，可以补偿由于加工、安装造成的同心度误差，解决了调心滚子轴承频繁损坏的问题，减少了停机的时间，提高了矿山的作业率。

本发明固定端采用定距环和压盖对固定端调心滚子轴承定位，保证整个传动的平稳性，自由端采用锁紧扣和锁紧螺母与轴承座预留出安全膨胀量，有效避免由于齿轮轴的热胀冷缩对调心滚子轴承的损坏。

本发明的滚动轴承采用稀油润滑，实现了对调心滚子轴承和球面滚子推力轴承的润滑，有效地带走了滚动轴承转动产生的热量，防止滚动轴承因温度过高而造成的损坏。

本发明轴承座下部的通孔，连通滚动轴承两侧的油腔，在两侧都接有回油管，使轴承运行过程中，润滑油循环更通畅，有效地减少了大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构的漏油情况。

本发明采用的夹布双唇油封，主唇防止润滑油的泄漏，副唇防止粉尘进入，油封上带有拉紧弹簧，增加了密封唇对齿轮轴的径向力，保证了该密封的可靠性。

本发明夹布油封的外侧采用迷宫密封和o型圈密封组合形式的密封，通过注入密封环内的润滑脂，有效地防止轴承座内部润滑油外泄及外部粉尘的进入，保证了润滑油的纯净度。

本发明轴承盖上的空气滤清器保证轴承座内外气压的一致，使得润滑油能够畅通进入。铂热电阻与调心滚子轴承外圈接触，能够实时测量轴承的温度，为轴承的损坏提供报警信号。

本发明采用多重甩油环结构，能够使润滑油远离轴齿轮孔轴密封件，有效地防止了润滑油在轴密封处的泄漏。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1的p向视图。

图3是图1的ⅱ处局部放大示意图。

图4是图1的ⅰ处局部放大示意图。

图5是图2的ⅲ处局部放大示意图。

图6是图1的ⅳ处局部放大示意图。

图7的ⅴ处局部放大示意图。

图8是图2的剖视图。

图示标记：1、轴齿轮；2、第一调心滚子轴承；3、球面滚子推力轴承；4、固定端轴承盖；5、上压盖；6、固定端轴承座；7、定距环；8、下压盖；9、自由端轴承盖；10、自由端轴承座；11、锁紧螺母；12、锁紧扣；13、上密封盖ⅰ；14、下密封盖ⅰ；15、上密封盖ⅱ；16、下密封盖ⅱ；17、底板；18、外侧密封环；19、外侧o型密封圈；20、外侧夹布双唇油封；21、弹簧；22、压板；23、圆橡胶管；24、螺塞；25、螺栓；26、螺母；27、垫圈；28、销定位；29、空气滤清器；30、铂热电阻；31、甩油环ⅰ；32、挡油板；33、内侧夹布双唇油封、34内侧密封环、35内侧o型密封圈、36甩油环ⅱ、37双头螺柱、38螺母i。

具体实施方式

图中所示，具体实施方式如下：

一种大型矿用磨机小齿轮滚动支撑结构，包括小齿轮和轴构成的一体结构式轴齿轮1，轴齿轮1的轴心处加工有便于释放应力的通孔，轴齿轮1的两端分别为固定端和自由端，所述的轴齿轮1的固定端设置有固定端轴承座6和固定端轴承盖4，固定端轴承盖4配合固定端轴承座6围绕的空间为第一轴承腔，第一轴承腔内设置有用于支撑轴齿轮1固定端的第一调心滚子轴承2和球面滚子推力轴承3，球面滚子推力轴承3位于第一轴承腔远离轴齿轮1上小齿轮的一侧，第一调心滚子轴承2位于第一轴承腔靠近轴齿轮1上小齿轮的一侧，上压盖5和下压盖8配合形成用于顶压第一调心滚子轴承2一端并密封第一轴承腔的压紧端盖，第一轴承腔远离压紧端盖的一侧内壁上还设置有若干沿圆周方向均布凹槽，凹槽内均设有弹簧21，弹簧21的一端顶在凹槽底部，弹簧21的另一端顶设在压板22上，压板22贴设在球面滚子推力轴承3上以便于对球面滚子推力轴承3施加预紧力，第一调心滚子轴承2和球面滚子推力轴承3之间设置有定距环7，调整定距环7使得球面滚子推力轴承3和第一调心滚子轴承2的轨道曲面中心线交汇到同一点，同时通过弹簧21、上压盖5和下压盖8的配合将第一调心滚子轴承2和球面滚子推力轴承3固定在第一轴承腔内；

所述的轴齿轮的自由端设置有自由端轴承座10和自由端端盖9，自由端轴承座10和自由端端盖9配合围绕的空间形成的第二轴承腔，第二轴承腔中设置有用于支撑轴齿轮1自由端的第二调心滚子轴承，第二调心滚子轴承通过锁紧螺母11和锁紧扣12配合固定在第二轴承腔内，第二调心滚子轴承和第二轴承腔的两侧内壁之间均形成间隙，靠近轴齿轮1上小齿轮的一端间隙为m，远离轴齿轮1上小齿轮的一端间隙为ｎ。

所述的固定端轴承座6和固定端轴承盖4之间通过相互配合的螺栓25、螺母26和垫圈27固定在一起，固定端轴承座6和固定端轴承盖4之间采用销28定位。

所述的自由端轴承座10和自由端端盖9之间通过相互配合的螺栓25、螺母26和垫圈27固定在一起，自由端轴承座10和自由端端盖9之间采用销28定位。

所述的第一轴承腔穿设轴的通孔的两端均设置有密封盖i，密封盖i包括相互配合的上密封盖i13和下密封盖i14，密封盖i与第一轴承腔的侧壁之间通过圆橡胶管23密封，密封盖i与轴齿轮的轴之间通过外侧o型密封圈19、外侧密封环18密封，所述第二轴承腔穿设轴的通孔的两端均设置有密封盖ii，密封盖ii包括相互配合的上密封盖ii15和下密封盖ii16，密封盖ii与第二轴承腔的侧壁之间通过圆橡胶管23密封，密封盖i与轴齿轮的轴之间通过o型密封圈密封，o型密封圈包括位于靠近齿轮轴一端的内侧o型密封圈35和远离齿轮轴一端的外侧o型密封圈19，内侧o型密封圈35处设置有与其配合的内侧密封环34，外侧o型密封圈19处设置有与其配合的外侧密封环18，第一轴承腔和第二轴承腔的侧壁与轴之间均通过夹布双唇油封，夹布双唇油封包括位于靠近齿轮轴一端的内侧夹布双唇油封33和远离齿轮轴一端的外侧夹布双唇油封20。

所述的固定端轴承座6和自由端轴承座10均通过底板17固定在地基上。

所述的固定端轴承盖4上加工有润滑油口a和润滑油口b，自由端轴承盖9上加工有润滑油口c，固定端轴承座6和自由端轴承座9的下部均加工有出油口l和出油口k，第一轴承腔和第二轴承腔的空间均开设有通孔分别与出油口l和出油口k连通，固定端轴承座6底部开设有放油孔d和放油孔e，自由端轴承座9底部开设有放油孔f。

所述的自由端轴承盖9和固定端轴承盖4的上均安装有空气滤清器29和铂热电阻30。

结合附图所述的小齿轮滚动支撑结构安装时首先将整体结构的32挡油板、34内侧夹布双唇油封、35内侧密封环安装到齿轮轴1的内侧靠近小齿轮的轴上。其次，把调心滚子轴承2热装到齿轮轴1上，调心滚子轴承2与齿轮轴1之间的配合为r6,与固定端轴承盖4、固定端轴承座6、自由端轴承盖9、自由端轴承座10的配合为f7。然后在所述的小齿轮滚动支撑结构的固定端安装定距环7、球面滚子推力轴承3，自由端安装锁紧螺母11、锁紧扣12。

如图所示在固定端轴承盖4、固定端轴承座6的预留孔内放置弹簧21，弹簧21通过压板22压紧球面滚子推力轴承3，把外侧夹布双唇油封20安装到位后，如图2所示，把固定端轴承盖4、固定端轴承座6、通过37双头螺柱、38螺母把合在一起。

如图3所示把上压盖5内安装序号32挡油板，把内侧夹布油封33安装到位后通过螺栓将上压盖5、下压盖8把合；然后通过螺栓压紧在轴承座上，为弹簧21施加预紧力，保证球面滚子推力轴承3正常工作。

如图中所示在自由轴承盖9内安装序号32挡油板，把外侧夹布双唇油封20、内侧夹布油封33安装到位后，如图2所示，把自由轴承盖9、自由端轴承座10通过37双头螺柱、38螺母把合在一起。

如图中所示，在轴上安装上外侧密封环18；外侧o型密封圈19后，

在固定端轴承盖4、固定端轴承座6、自由轴承盖9、自由端轴承座10的外侧安装上密封盖ⅰ13、下密封盖ⅰ14；在上压盖5、下压盖8、自由轴承盖9、自由端轴承座10的外侧，安装上密封盖ⅱ15、下密封盖ⅱ16。在上密封盖ⅰ13、上密封盖ⅱ15的上部开有密封加脂口，通过密封加脂系统在密封盖和密封环之间自动注入润滑脂。

如图所示，为了方便安装，上密封盖ⅰ13和下密封盖ⅰ、上密封盖ⅱ15和下密封盖ⅱ16通过销28定位，螺栓25螺母26、垫圈27把合后固定在固定端轴承盖4、固定端轴承座6、自由轴承盖9、自由端轴承座10上。

如图所示，在固定端轴承盖4的上部a处正对球面滚子推力轴承3中心的位置和b处正对调心滚子轴承注油孔的位置分别开有螺纹孔，在自由端轴承盖9上部的c处开有螺纹孔，用于安装低压润滑油管，低压润滑油压力为0.63mpa，流量为每个轴承约6l/min，具体根据轴承大小及压损调整。

如图所示，在固定段轴承盖4和自由端轴承盖9的上部，调心滚子轴承2的两侧，分别留有螺纹孔，用于安装空气滤清器29，保证被调心滚子轴承2的隔离的两侧油腔能够与外部空气压力一致。

所述的滚动支撑结构固定端轴承盖4和固定端轴承座6、自由轴承盖9和自由端轴承座10、上密封盖ⅰ13和下密封盖ⅰ、上密封盖ⅱ15和下密封盖ⅱ16、上压盖5和下压盖8均为两两把合加工，并打印配对标记，便于安装。

所述的滚动支撑结构自由端调心滚子轴承2与自由轴承盖9和自由端轴承座10的间隙m和n为5mm。

如图所示，所述的滚动支撑结构在固定端轴承盖4、自由端轴承盖9的上部和两侧面安装有振动传感器接口m6x1；在固定端轴承座6、自由端轴承座10的两侧面安装有振动传感器接口m6x1，用于安装振动传感器，在线监测滚动轴承的垂直和水平振动值，其中水平两侧的振动传感器可以根据现场安装情况选择便于操作的一侧安装。

如图所示，所述的滚动支撑结构在固定端轴承盖4、自由端轴承盖9的上部的两侧铸造有起吊孔，便于轴承盖的安装与调整；上部与注油孔两侧间隔15度开有两个螺纹孔，用于安装铂热电阻，监测轴承运行的温度。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。