浮选机支撑轴系及具有该轴系的浮选机的制作方法

本发明涉及一种有色金属、黑色金属和稀有贵金属浮选设备，尤其涉及一种浮选机支撑轴系及具有该轴系的浮选机。

背景技术：

浮选法广泛应用于有色金属、黑色金属和稀有贵金属的回收，浮选机是实现这一过程的主要设备。随着选矿厂规模的不断扩大，矿石的贫化，对浮选设备的大型化也提出了更高要求。充气机械搅拌式浮选机是浮选机大型化的主要机型，目前工业应用的充气机械搅拌式浮选机规格已达到680立方米。

浮选机在运行过程中，轴系-始终是满负荷运转，若发生异常，必须关停浮选机才能进行维修，而停机造成的经济损失显著，因此可靠性和稳定性是评价浮选机优劣的一个重要指标。

大型或特大型浮选机的轴系结构，轴系中轴承配置和主轴结构多沿用小型浮选机的结构设计。常见的中大型外充气式浮选机的轴系结构如图1所示，现有轴系结构一个主要特征就是轴承配置均采用装在衬套上的调心球面滚子轴承，主轴采用倒锥轴结构形式如图2所示。轴系中轴承温度高和主轴故障在小型、中型浮选机中出现很少，在大型、特大型浮选机中出现频次高，现有轴系设计已不能满足大型、超大型浮选机运转要求。

现有技术的缺点：

(1)现轴系选用的轴承为装在锥套上的调心球面滚子轴承，该轴承有很强的径向承载能力，也可以承受一定的轴向负荷，主要用于径向负荷大的机构中，而将该轴承用于大型或特大型浮选机时，因为上部轴承主要承受轴向力，承受的径向力很小，轴承的承载能力大幅降低。

(2)对于外充气式浮选机，设备大型化后，浮选机的主轴直径和轴承尺寸也变大，轴系选用的轴承为锥套上的调心球面滚子轴承，轴承与轴的锁紧力大小完全由装配时锁紧螺母的锁紧情况来决定，存在很大的不确定性，不像小型设备那样好控制。由于锁紧力不够，轴承与主轴松动，主轴会整体下沉，不仅导致支撑定位变动，且轴承不能正常工作而损坏。

(3)轴系组装完成后，下部轴承不可见，更像一个黑箱，难以观察和判定轴承的实际状况。轴承体尺寸变大，两轴承间的距离增长，同轴度要求精度不能降低。

(4)现有大型浮选机的轴系结构，主轴为倒锥结构，只能从单侧拆装，非常不方便，特别是浮选机在大型化过程中，各部件的体积越来越大，拆装难度和成本也随之增加，

(5)无法在线紧固，日常检修时，必须整体拆解，维护成本较高，严重影响客户的使用体验。

(6)现有轴系的润滑，轴承润滑腔内的润滑脂没有回收回路，油脂多了就会流到下轴承，使下侧轴承内部的摩擦及磨损加大，最终导致轴承烧黏，使用寿命缩短，设备故障率增高，影响生产运行。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种浮选机支撑轴系及具有该轴系的浮选机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的浮选机支撑轴系及具有该轴系的浮选机，包括上轴承部件、下轴承部件、上部轴、润滑系统、圆螺母、上轴承压盖、挡油环、轴承体、轴承套筒、下轴承压盖、防尘圈；

所述上轴承部件包括上轴承一、上轴承二、上甩油盘；

所述下轴承部件包括定位环、下轴承、下甩油盘；

所述上部轴包括台阶轴、法兰、键、轴端挡圈、轴端挡圈连接件；

所述润滑系统包括上轴承润滑装置a、上轴承润滑装置b、上轴承废油回收装置、下轴承润滑装置、下轴承废油回收装置；

所述台阶轴装在轴承体内，并与轴承体同轴线；

所述上部轴承组件由上部轴的上端装入上部轴的上部，所述下部轴承组件由上部轴的上端或下端装入所述上部轴的下部。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的浮选机支撑轴系及具有该轴系的浮选机，可双侧拆卸、性能稳定、方便维修，工人可选择不同方式拆装。

附图说明

图1为现有技术中轴系结构示意图。

图2为现有技术中倒锥轴结构示意图。

图3为本发明实施例中轴系结构示意图。

图4为本发明实施例中主轴及轴承结构示意图。

图5为本发明实施例中上部轴承结构示意图。

图6为本发明实施例中下部轴承结构示意图。

图7为本发明实施例中润滑系统示意结构示意图。

图中：

1-0.上轴承部件；1-1.上轴承一；1-2.上轴承二；1-3.上甩油盘；

2-0.下轴承部件；2-1.定位环；2-2.下轴承；2-3.下甩油盘；

3-0.上部轴；3-1.台阶轴；3-2.法兰；3-3.键；3-4.轴端挡圈；3-5.轴端挡圈连接件；

4-0.润滑系统；4-1.上轴承润滑装置a；4-2.上轴承润滑装置b；4-3.上轴承废油回收装置；4-4.下轴承润滑装置；4-5.下轴承废油回收装置；

5.圆螺母；6.上轴承压盖；7.挡油环；8.轴承体；9.轴承套筒；10.下轴承压盖；11.防尘圈；12.上下轴连接件；13.下部轴。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的浮选机支撑轴系及具有该轴系的浮选机，其较佳的具体实施方式是：

包括上轴承部件、下轴承部件、上部轴、润滑系统、圆螺母、上轴承压盖、挡油环、轴承体、轴承套筒、下轴承压盖、防尘圈；

所述上轴承部件包括上轴承一、上轴承二、上甩油盘；

所述下轴承部件包括定位环、下轴承、下甩油盘；

所述上部轴包括台阶轴、法兰、键、轴端挡圈、轴端挡圈连接件；

所述润滑系统包括上轴承润滑装置a、上轴承润滑装置b、上轴承废油回收装置、下轴承润滑装置、下轴承废油回收装置；

所述台阶轴装在轴承体内，并与轴承体同轴线；

所述上部轴承组件由上部轴的上端装入上部轴的上部，所述下部轴承组件由上部轴的上端或下端装入所述上部轴的下部。

所述上轴承部件的上轴承一和上轴承二内外圈分离，能承受轴向力和径向力，并能通过所述上轴承压盖调节上轴承部件的游隙。

所述下轴承部件的下轴承内外圈分离，能承受径向力、提高轴系刚度、补偿上部轴的热变形。

所述上部轴的台阶轴下端通过所述键和轴端挡圈与所述法兰连接，所述法兰与所述下部轴的轴端法兰连接。

所述上甩油盘与台阶轴连接，设于所述上轴承部件内环下方；

所述下甩油盘与台阶轴连接，设于所述下轴承部件内环下方。

所述轴承体与下轴承部件之间设置所述轴承套筒，所述轴承套筒内底面与所述下轴承外圈连接，下部设置所述下轴承压盖。

所述防尘圈装在台阶轴上，设于所述下轴承压盖的下面。

所述润滑系统中：

所述上轴承润滑装置a装于所述上轴承压盖侧部；

所述上轴承润滑装置b装于轴承体上，上轴承一与上轴承二之间的部位；

所述上轴承废油回收装置装于轴承体侧部，对应所述挡油环处；

所述下轴承润滑装置装于轴承体侧部，下轴承上方的部位；

所述下轴承废油回收装置装于所述下轴承压盖侧部。

本发明的浮选机支撑轴系及具有该轴系的浮选机，可双侧拆卸的性能稳定、方便维修、工人可选择不同方式拆装浮选机用轴系结构。

轴系是浮选机的主要机械部件，浮选机的转动及主轴支撑都在该部件上。轴系是浮选机运转部件的核心，它不仅支撑整个运转部件，同时实现运动传递。而运动传递过程中是否顺滑平稳直接决定浮选机是否正常工作。所有的外力都是通过上部轴进行传递，外力分为轴向力和径向力，轴向力通过装在上部轴上的上轴承传递到轴承体上，后传递到横梁；径向力主要通过装在上部轴上的下轴承传递到轴承体上，后传递到横梁，转动则是台阶轴通过键带动法兰及与法兰连接的下部轴一起转动。优化轴系设计的重点是优化轴承选型。

具体实施例：

一种大型浮选机用轴系结构，如图3所示，包括上轴承部件1-0、下轴承部件2-0、上部轴3-0、润滑系统4-0、圆螺母5、上轴承压盖6、挡油环7、轴承体8、轴承套筒9、下轴承压盖10、防尘圈11。其中台阶轴3-1装在轴承体8内，与轴承体8同轴线，其中上部轴承部件1-0，下轴承部件2-0分别装在台阶轴3-1的两端。如图4所示，上部轴承组件1-0由上部轴3-0上部拆装，下部轴承组件2-0由上部轴3-0上部拆装也可由上部轴3-0下部拆装。

上述上轴承部件1-0的上轴承一1-1和上轴承二1-2内外圈分离，可承受轴向力和径向力，通过调节上轴承压盖6调节上轴承部件1-0游隙。

下轴承部件2-0的下轴承2-2内外圈分离，承受径向力，提高轴系刚度，可补偿上部轴3-0的热变形，上部有下轴承压盖10。

上部轴3-0有台阶轴3-1和法兰3-2通过键3-3连接，法兰3-2下面与下部轴13的法兰连接处设有轴端挡圈3-4。

上甩油盘1-3与台阶轴3-1连接，上甩油盘1-3上部有上轴承部件1-0内环，下甩油盘2-3与台阶轴3-1连接，下部甩油盘2-3上部有下轴承部件2-0内环。

轴承体8与下轴承部件2-0之间有轴承套筒9，轴承套筒9内底断面与下轴承2-2外圈连接，下部有下轴承压盖10。

防尘圈11装在台阶轴3-1上，在下轴承压盖10的下面。

润滑系统4-0，上轴承润滑装置a4-1装于上轴承压盖6和上轴承润滑装置b4-2装于轴承体8，上轴承废油回收装置4-3装于轴承体8的挡油环7处，下轴承润滑装置4-4装于轴承体8，下轴承废油回收装置4-5装于下轴承压盖10处。

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离此精神和范围的前提下，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

本发明的技术特征与效果：

作为大型及超大型浮选机的核心轴系结构，技术方案带来的有益效果主要体现在以下几个方面：

1、设计合理的上轴承部件来支撑固定整个主轴系统。上轴承支撑定位，牢固稳定。单列圆锥滚子轴承能够实现深沟球轴承+推力球轴承组合达到使用效果，并且圆锥滚子轴承的滚动体是圆柱，与滚道是线接触，比滚动体是球的轴承承载能力高很多。在大型、重载的选矿浮选机中，线接触的圆锥滚子轴承更适宜。再有，轴承的锁紧力是靠机加工来保证，有效的规避了锁紧力受人为因素影响。并且圆锥滚子轴承配置的结构简单零件数量少，安装调试方便。在安装时只要调整上轴承压盖的螺栓就可以调整轴承间隙，使轴承处于较好的状态。

本发明轴系设计中，支撑作用主要落在上部轴承处，上部选取了两个圆锥滚子轴承起支撑作用，作用力通过轴承传到轴承体，轴系产生向上的力时，这对圆锥滚子轴承同样可以很好地把力传递到上轴承压盖到轴承体上。

2、主轴在一定范围内可自由伸缩，能很好地承受由叶轮下部轴传来的径向力，同时能很好的补偿因为主轴发热引起的主轴尺寸变化。下轴承只承受径向力，刚度大，减少变形的概率。下轴承内外圈分体，可有效实现主轴热变形的卡阻而产生热量。

3、圆柱滚子轴承采用内外圈可拆卸结构，这种轴承不仅方便拆卸，并且游隙大，上下部轴承可以很好地配合，形成一个强有力的整体。主轴温度变化时，能很好地补充伸缩量。

4、浮选机搅拌机构在工作的过程中，本身是长轴悬臂结构，大重量的叶轮在轴的最下端，离心力很大，产生的径向力很大，且工况条件不确定性因素多，受矿浆流动的冲击力，受力是不确定的。本设计下轴承不承受轴向力，仅承受纯径向力，选用刚度非常高的双列圆柱滚子轴承,在径向力的作用下不产生变形或变形量微小。

5、并且下轴承可见，使日常检查维护可在线进行。

6、充气式浮选机，通过气泵提供高压空气，高压空气是带一定温度的，温度升高，势必主轴会线性膨胀，而轴承内圈、外圈、轴承体的温度不会同步变动，存在温差。本设计可实现的在线调节，使轴承获得合适的游隙。

7、维修时，既可以实现拆掉下部轴来实现双侧上下轴承部件方便的从上下两侧拆卸；如果工况不适宜拆开下部轴及叶轮部件时，又可以实现从台阶轴上侧单向拆卸上轴承部件和下轴承部件维修。两种拆装方式灵活使用，更具人性化。

8、上部轴是由台阶轴通过键与法兰固定连接传递扭矩，轴向用轴端挡圈通过连接件固定，传力可靠，固定牢固。

9、优化开发台阶式上部轴设计，可实现轴承的双侧拆卸使，拆装维护将更加人性化。使轴系运行更加顺滑，更适合浮选机工况。

10、设计了轴承套筒实现下轴承的轴向定位固定，因为该轴承只承受主轴带动叶轮转动时产生的径向力，下轴承上端不能与轴承体有轴向接触，同时方便双列圆柱滚子轴承的拆卸，和游隙调整。

11、设计了甩油盘，与上部轴连接并一起转动。甩油盘起支撑上下轴承内圈并于轴承内圈一起旋转，上下轴承腔内的润滑脂循环到下方时，甩油盘接住并由外圆把它甩到挡油环内，并且油脂只能沿轴承径向向外缓慢甩出，轴承油滑充分。

12、设计了防尘圈。有效防止泡沫、灰尘进入轴系的轴承腔内，防止污染物研磨损坏下轴承。

13、设计了润滑系统。上轴承部件有两处给入润滑脂，保证润滑脂快速给入上轴承一1-1和上轴承二1-2，避免了由上部一处给入上轴承二1-2得到润滑需要几个小时才能实现，而上轴承二1-2承受支撑的轴向力，如缺油在很短的几十分钟上轴承二1-2就会烧毁；如果只从中部给入润滑脂，在运转的过程中，上轴承二1-2腔很容易得到润滑，而上轴承一1-1不容易把油脂带上去，易出现上轴承一1-1缺油发热损坏。设计了废脂回收装置，避免二次污染。同时可在不拆卸上轴承部件1-0和下轴承部件2-0实现定期清洗轴承部件。配备废脂回收装置，废油脂及时收集，避免了轴承的二次污染，轴承润滑脂清洁优良，设备更加环保。促进浮选机运转的稳定性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。