矿山破碎机属于重型机械装备,在长期运行过程中,得经受高强度矿石的反复冲击,还要承受复杂多变的轴向载荷,以及持续不断的振动带来的严苛考验。轴承的选型就如同一座塔的基础一样,其对设备的运行稳定性和维护的成本都起着至关重要的作用,直接影响着设备的整体可靠性和经济性。但作为目前矿山中更为常见的轴承类型的ZWZ调心滚子轴承,凭借其特有的结构设计,也成为了矿山中更能有效的应对冲击载荷的优选的轴承之一。采用对西北某露天矿场的深入实测数据的分析手段,我们对其在抗冲击的性能表现有了更为细致的了解。

一、结构特性:自调心与载荷分散的双重优势
凭借对ZWZ调心滚子轴承的特有的两列对称型的球面滚子的巧妙设计,其外的滚道均为共球面结构,将其内的滚道又与轴承的轴线形成了一个较小的倾斜角度等相互的作用而起到一体的多才多艺的作用.。通过其特有的自动调心的构造,可对轴与轴承座因振动或安装的微小的偏斜等所造成的1-2.5度的轴向的倾斜都能予以所见所得的补偿。但当破碎机的轴系在矿石的激烈冲击下产生了明显的弯曲时,其对的轴承仍能保持相对的正常的接触状态,从而有效的避免了单列的滚子过载,确保了破碎机的正常工作。
经对其的实测试验表明:将ZWZ23236CA/W33的调心滚子轴承代替了该机的主轴,均能在连续处理HRC28的花岗岩时将轴向的偏移量控制在0.3mm以内,轴承均未出现卡滞或异常的磨损等现象.。相较于传统的圆柱滚子轴承就更为不济了,它们在同样的工作条件下就难以坚持3个月就已经出现了滚道的重剥落的现象。
二、抗冲击设计:材料与工艺的协同优化
正如它所守卫的那片充满强烈的矿山工作的战场般的场所那样,ZWZ的轴承就像一道坚守的坚壁般的防线一样,通过对其特有的专项的强化,使其能够更好地承受这一重重的考验和打击
基于对滚子的结构的进一步的优化,既将其原有的长度从128mm缩短至120mm,又将保持架的梁宽度相应的增加了,从而大大地提高了其对冲击的韧性.。借助对西北的矿场实地测试,更终的改进后的轴承都能在承受单次的120kN的冲击力下也都能保持架的完整无裂纹,而原型的却在80kN的冲击下就都出现了明显的裂纹。

凭借对中挡的动态的补偿设计,使其能以活动的中挡圈的形式代替原有的固定中挡的边,使两列滚子在轴向的载荷作用下可自动调节其受力的分布,既能起到中挡的作用,又能起到调节的作用。凭借对比的测试数据表明了该设计的可贵之处,即将轴承的轴向的载荷的承载能力提升了23%,从而有效地避免了单列的滚子所产生的应力的大幅的集中。
依托于对轴承钢的高纯度的选用、对其表面的真空脱气的处理使其氧含量大大降低,再配合特殊的热处理工艺,使其滚道的硬度均匀的达HRC60-64,且对其表面的各个方向的残余的压应力都能提升至-800MPa以上,从而对其疲劳的抗性都有了较大的增强。
三、实测数据:寿命与可靠性的量化验证
基于对西北某铜矿的对比试验的对比中,我们发现了ZWZ的调心滚子轴承与进口的同类轴承的同步的运行都能较好的满足了用户的生产要求
但随后经过连续120万吨的矿石的高速运转,ZWZ轴承的滚道的磨损量仅为0.08mm,远远小于对比的轴承即在95万吨的运转中就达到报废的标准(磨损量0.15mm)。
依托于对比的表明,ZWZ轴承的平均无故障的运行时间(MTBF)已经达到了4200小时,相较于传统的对比轴承就可喜的延长了31%以上。
可通过对轴承的失效预警及及时的更换使得设备的停机时间大大减少了47%,同时也将单台破碎机的年维的维修费用降低了约12万元。

四、选型要点:适配矿山工况的关键参数
根据其对破碎机的高温、重载的特性,我们更倾向于将其推荐为C3或C4的游隙。但经过对C4组轴承的实测表明,即使在工作环境的极端高温(达70℃)下也能将工作的游隙保持在0.15-0.25mm的更佳范围内,从而有效的避免了因热膨胀导致的卡死现象。
通过对锂基极压的润滑脂与油雾的合理的配合,使得轴承的温升都控制在15℃以内,有效地提高了轴承的润滑工作能力,延长了轴承的使用寿命。通过对南方某铁矿的夏季的充分的试验对该方案的初步的验证就使其相较于传统的干摩擦的轴承寿命的提升达3倍之多。
通过将其巧妙的迷宫式的密封结构与高强的氟橡胶的密封圈的巧妙的结合使其对矿石粉尘的侵入都能有效的阻挡起。尽管粉尘的浓度已达了500mg/m³的高质量,但轴承的内部也仍能保持相对较好的NAS6级的清洁度。
通过对结构的不断创新和对材料的优化对矿山的破碎机的ZWZ调心滚子轴承的应用已初现出明显的抗冲击的优越性.。经西北的矿场实地考证、南方的铁矿长期的验证都充分地为其可靠性提供了多方面的印证。从稳定运作的角度出发、对成本的各项控制都要求矿山企业的各个部门都要对自己的工作都能量化起来,而本类型的轴承就为矿山企业提供了一个可量化的技术的解决方案。智能监测技术的不断融合之际,ZWZ轴承的应用也将从单一的设备的“一机一监”向矿山设备的“一矿一监”甚至向“一矿一体”的全生命周期管理的高端应用进一步拓展。
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