振動輪作為壓路機的核心部件,一直是各廠家創新研究、競相學習的敏感事物。多年來,亦有不少前輩專家在振動輪領域做了不少關於現有振動輪所存在的問題的分析研究。他們為我國壓實機械做出了不可磨滅的貢獻。通過分析研究,我們可以得出結論,振動輪的問題主要是可靠性的問題。整體的可靠性是由關鍵零部件的可靠性保證的,如:振動軸承、油封等。對於振動輪而言,這些零部件又深受著溫度、潤滑、壓力、工作環境的影響。歸根結底,振動輪的可靠性與其溫度、潤滑、壓力、內部環境緊密相關。
1、振動輪的熱平衡溫度
所謂振動輪的熱平衡溫度,一般是指軸承座外部距離振動軸承最近點的溫度不再上升時的恒值。對於目前大部分振動壓路機而言,在環境溫度30℃時,一般連續大振3-4小時,達到熱平衡溫度約110℃,有甚者可達120℃之多。此時,振動軸承溫度可達130℃左右。由潤滑油的特性可知,當振動輪的溫度達到90℃左右時,其潤滑油的粘度嚴重下降,建立油膜困難。此時,軸承的滾動體和滾道之間出現邊界潤滑甚至幹摩擦,產生劇熱,導致振動輪溫度急劇上升至130℃左右,在這種高溫、幹磨的環境下,振動軸承極易被燒結、失效。
因此,要提高振動輪的可靠性,首先是降低其熱平衡溫度。一方麵盡量減少振動軸承產生熱量,另一方麵要將已經產生的熱量導入大氣。
在減少振動軸承產生熱量的問題上,解決措施就是改善潤滑。目前大部分壓路機振動輪因結構不同,潤滑方式具體分為勺板式、流淌式、擊打飛濺式等,這些皆屬於被動潤滑。振動軸承所能接收的潤滑油很少,遠不能滿足其所需,擊打飛濺會產生大量的熱,對振動輪的溫度有極大的不利影響。
通過采取下圖的潤滑結構(見圖1)。此結構一改傳統被動潤滑為主動潤滑,其可使潤滑油源源不斷地從軸承的滾道流過,對軸承進行充分的潤滑、冷卻、衝洗,以保證軸承健康運轉,並將熱量傳遞到內筒。
經過試驗,此潤滑結構隨振動輪轉動,不斷地將潤滑油從振動室中注入潤滑油池。當潤滑油池的液麵高於振動軸承的外滾道,油液便源源不斷地流經振動軸承的滾動體間隙回到振動室內筒中,依次往複。
壓路機振動鋼輪新技術的應用
在將振動室內的熱量導入大氣的問題上,目前,對於采用獨立激振室的廠家,一般在兩個激振室之間安裝風扇,以保證散熱,環境溫度30℃時,振動輪熱平衡溫度一般為110℃,達到熱平衡時間為3h。而對於采用筒式結構的廠家,振動室內的潤滑油量一般是獨立振動室的10倍之多,內筒與外筒之間依靠空氣傳導熱量,沒有任何導熱措施。
二者熱平衡數據(見附表一)
采取新型結構的筒式振動輪,在內筒與外圈之間,注入特製的大比熱容冷卻介質。鋼輪在前進時,冷卻結構不斷將冷卻介質澆在振動室內筒外表麵,將熱量帶走,然後傳遞給外圈,最後導入大氣(見圖2)。
壓路機振動鋼輪新技術的應用
實驗證明,環境溫度為30℃時,連續大振11小時,振動輪的熱平衡溫度為74℃,實驗數據如圖3所示:
這樣相對低溫的環境正是振動軸承、潤滑油、油封、O型圈這些關鍵零部件工作的最佳環境。
2、柔性無衝激振器
激振器一般分為兩種,即甩塊式和流球式。盡管行業內甩塊式的又有多種結構,例如:兩固定偏心塊加一活動偏心塊,整體偏心腔體內加一活動偏塊等。因為都靠活動偏心塊旋轉產生不同振幅,所以統稱為甩塊式。這種結構的活動偏心塊必須有限位,在起振、停振及振幅變換時,都伴有活動偏心塊對限位的猛烈撞擊,因此產生的不利後果有限位銷斷裂、偏心塊撞裂、產生噪音、振動軸承受衝擊載荷、產生熱量等。
流球式激振器(見圖4),整個偏心軸焊接而成,形成一個偏心腔體,內裝鋼珠和可抗磨劑。此種激振器在起停振、大小振切換時,鋼球受離心力作用沿偏心軸彎板做圓周運動,在此過程中,抗磨緩衝劑會削除一部分能量。當鋼球到達小振端時,眾多鋼球先後到達,擋板受力的瞬間衝擊非常小,保證了偏心軸的可靠性,提高了軸承的壽命,且沒有鐵塊撞擊的異響。
壓路機振動鋼輪新技術的應用
3、行走軸承
新型的振動輪采用了行業普遍在28噸全液壓壓路機上使用的行走軸承,相同工況下,負載隻是28噸的2/3,壽命約是比28噸壓路機提高2倍多。其最大的亮點是,振動輪采用了行走軸承和振動軸承的一體式潤滑(見圖5)。
目前行業中大部分壓路機的行走軸承與振動軸承分離,單獨采用脂潤滑,這就必須要求用戶定期保養才能保證行走軸承的健康運轉、長壽可靠。但由於大部分駕駛員缺乏維護保養知識,有的即使懂得也很難按時保養。市場上要麽是幾個月不打黃油保養,直到聽到行走軸承幹的“吱吱”響,才記起注黃油。要麽是天天打,有一個用戶甚至一天打三次,把油封都擠翻邊了。真正做到正確注黃油的不超過20%。采用行走軸承與振動軸承一體式潤滑,振動室的潤滑油會隨著振動輪的轉動在行走軸承處循環,達到對行走軸承的潤滑、衝洗、冷卻,使行走軸承終身免維護,結束“注黃油”的時代。
壓路機振動鋼輪新技術的應用
4、振動輪的清潔與透氣
振動輪振動室內的清潔度是振動輪可靠的重要保證。對於軸承、油封等這些高速旋轉,橡膠材料的零部件,一點鐵屑便可導致軸承劃傷、漏油等嚴重後果。柳工在振動輪的清潔方麵做了兩件事。
其一,保證裝配的清潔。振動輪振動室內壁經過拋丸、清洗等多道工藝工序保證其無焊渣、塵屑,然後噴塗兩層長效耐油底漆和麵漆,分別經過嚴格的烘烤保溫工藝,將油漆徹底固化,杜絕內壁生鏽、汙染油液,使得裝配好的振動輪內部清潔。
其二,徹底切斷後期灰塵的浸入。眾所周知,為了使振動輪的內部不受壓力,需要在振動輪上安裝有“呼吸”作用的透氣裝置。可在振動鋼輪上安裝可拆卸清洗的精密透氣塞,杜絕由於振動輪產生負壓吸入灰塵,汙染潤滑油液。(透氣塞見圖5)
5、總結
通過振動輪在潤滑、溫度、維護、激振方式、通氣過濾、內部防鏽等方麵的技術提升,皆通過多次反複嚴酷的試驗。試驗證明此新型振動輪具有溫度低、潤滑良好、采用柔性無衝擊激振器、振動室清潔可靠的特征。此新型振動輪的壽命可達到3000h以上,且免維護(正常更換潤滑油除外),是一款值得信賴和擁有的產品,會為客戶創造更大財富。(本文來自柳工無錫路麵機械有限公司)
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