現代水泥廠每天用斗式提升機運送數不清的材料。這些機器對世界各地的水泥廠高效并盈利地運營至關重要。

　　軸承更換是大型回轉機械（如斗式提升機）用戶的常見作業，通常會導致大量的維護成本和停機。由于斗式提升機的外形尺寸，軸承更換絕非易事，需要經過充分培訓的人員、專門的工具設備（如起重機、提升機和腳手架）以及嚴格規范的流程以確保作業安全。

　　鐵姆肯公司為重工業提供軸承產品的歷史已經超過了一個世紀，十分了解水泥廠的運行特點以及工程師和維護專業人員為提高效率而承擔的巨大壓力。

　　事實上，水泥設備是軸承Z惡劣的工作環境之一，其不斷受到污染和潮濕的威脅。雖然很容易認為類似的軸承可以提供差不多的性能，但事實上真正適用的設計可能會有很大的不同。例如，有些設計擅長在具有挑戰性的應用中創造新的優勢，正如下面斗式提升機的案例：通過使日常維護變得更簡單來削減代價高昂的停機時間。

　　有充分的理由改變

　　所有斗式提升機在運行時都使用軸承座來保護軸承，其中大多數為剖分式設計——在這種設計中，可以很容易地拆下軸承座的上半部分以檢查軸承，軸承通常是整體式調心滾子軸承。不過，更換軸承時還是要將軸抬起，而且很多情況下需要將輔機移開以取出軸承，這就意味著需要起重機。一般情況下，斗式提升機維修的起重機租賃期為三天，一天將起重機運至現場，一天進行更換，一天返還起重機。

　　然而，有一種新穎的方法讓一家歐洲水泥廠在保持斗式提升機運行方面節省了大量的時間和費用。在該水泥廠，由兩條鏈條連接的翻斗將破碎的石灰石帶到35米高的預熱器塔的頂部，軸本身支撐Z高達14噸的重量。假如驅動側主滑輪軸承出現故障，需要三個工作日才能拆下并更換。這是因為軸承卡在斗式提升機驅動皮帶輪和齒輪箱或馬達總成之間。維修費用包括Z多72小時的生產損失時間和租用30噸起重機的租金。 Z近，Timken的一位服務工程師進行了一次實地考察，建議將原來的調心滾子軸承改為剖分式帶座圓柱滾子軸承單元。這不僅保證更長的軸承使用壽命，而且還減少了更換軸承所需的時間。同時，該設計還提供一種更有效的密封方式，以增強碎屑工況下對軸承的保護。

　　使用剖分式軸承節省成本

　　數十年來，Timken^®剖分式帶座軸承單元被用來簡化惡劣工況下的軸承安裝和拆卸。這種帶座軸承單元Z大的特點是“剖分到軸”的設計。這種設計使裝配時間Z多可減少90%，有助于工廠和其他工業設施避免生產損失。這與傳統的剖分單元解決方案相比，后者只有殼體（而非軸承）是剖分的。

　　剖分式帶座圓柱滾子軸承單元之所以更加便利是因為它們可以在不需要穿過軸端的情況下進行安裝。相反，軸承可以圍繞著軸進行安裝。這節省了大量時間，因為無需拆卸其他驅動部件（軸由千斤頂支撐，軸承和殼體安裝在軸周圍）。

　　巧妙的保持架夾具

　　在與水泥廠的維護團隊會面時，Timken服務工程師還強調剖分式帶座軸承單元通常可以簡便快捷地組裝；但是，有些設計是通過一個非固定夾將保持架的兩半夾在一起。正如許多維修專業人員所經歷的那樣，這些夾子在裝配過程中容易脫落，并且很容易丟失（或經常從斗式提升機頂部掉落），導致維修工作中斷并進一步推遲生產。

　　為了解決這一問題，Timken開發了一種剖分式帶座圓柱滾子軸承單元，創新性地在一半保持架上設計一個固定的夾子。該夾子牢固地連接到保持架的一半（通過螺旋銷），并易于固定到另一半，不會有丟失夾的風險。由于沒有小零件需要占手，這種設計還可以有效地讓技術人員解放雙手來加快安裝速度，特別是在狹窄的工作區。

　　堅固的保持架

　　Timken還花時間與水泥廠討論了精密機械加工的、兜孔式的黃銅保持架如何提供Z佳效果，以及如何在剖分式滾子軸承應用中優于沖壓鋼、鑄鋁和成型高分子材料。

　　維修工程師解釋說，雖然鋼保持架適用于絕大多數軸承，但黃銅具有更高的剛性、強度和抗沖擊載荷能力，以及保持架和滾動體之間更好的潤滑。與其他材料不同的是，黃銅的磨損是線性的，這使得它非常適合于狀態監測和采取預防措施以提醒設備維護。

　　此外，Timken這種全機加工的黃銅保持架可以通過精確引導滾動體來提高軸承的可靠性。與沖壓鋼、鑄鋁或高分子材料相比，機加工的兜孔式銅保持架是防止滾子偏移的更好選擇，以避免因軸承滾道邊緣負載而降低軸承的壽命。

　　無需重新設計

　　盡管剖分式帶座滾子軸承單元可以為斗式提升機等應用帶來好處，但如果需要昂貴的重新設計，許多工廠管理人員在考慮用它們來代替傳統的SAF、SN和SD帶座軸承單元時會比較謹慎。用剖分式帶座滾子軸承單元更換標常規產品時的一個常見問題是，剖分式滾子軸承的底座至軸中心線的位置通常較高，這意味著在安裝新軸承之前必須對機器進行修改。

　　考慮到這一困難，Timken設計了剖分式帶座圓柱滾子軸承單元，作為SAF/SN/SD軸承座的直接、嵌入式替換選項。這節省了客戶進行改造的時間，使工廠人員能夠專注于生產。

　　此外，在現場更換過程中，Timken發現，客戶只有在安裝好軸承座后才能獲得剖分式軸承的好處。這是因為他們為了安裝新軸承，需要提升和拆卸軸和相鄰設備。作為回應，Timken提供了一種低于軸高度的帶角度的剖分式軸承座，這意味著在軸承和軸承箱組裝之前可以將軸承座滑到軸下。這種設計可以方便地更換標準軸承座單元，因為螺栓孔、螺栓間距、軸承座中心高和軸直徑都與SAF/SN/SD相一致。

　　更強的支持

　　Timken向其客戶強調，與傳統的選擇相比，剖分式帶座滾子軸承單元提供同等或更高的可靠性對實現維護時間的縮短非常重要。如果軸承無法在工業環境中生存，它將無法提高效率和節約成本。重要的是，軸承座和軸承箱的設計必須能夠應對應用中施加的機械應力，以及任何環境危害，如研磨材料或極端溫度。

　　為了解決這一問題，Timken工程師研究了構成支撐座半體的鑄件形狀，發現在軸承座鑄造蓋上設計加強梁可顯著提高剛性，并在惡劣條件下提供額外的穩定性。這種更堅固的設計，具有雙腹板和ASTM48A-35級鑄鐵的厚截面，使分體式外殼堅固耐用，從而提高軸承壽命。

　　顯著的效果

　　歐洲水泥廠對Timken提供的快速響應感到滿意，并批準了將其斗式提升機軸承改為具有較低維護成本的剖分式帶座圓柱滾子軸承單元設計的建議。幾個月后，工廠正在考慮在未來一年升級其他重型機器的軸承解決方案。

　　對于水泥制造商來說，這證明了更睿智、更堅固的解決方案通常來自對關鍵設備內部工作有深入了解的部件供應商。只有做到這一點，方能成為工廠運行的可靠伙伴。

　　關于作者

　　Ryan Fernandes是Timken公司的高級應用工程師。他專注于軸承和帶座單元在水泥和集料行業的應用。他的專長包括軸承系統分析和優化，以及軋機、齒輪箱、破碎機、振動篩、風扇和物料輸送等機械的軸承損傷分析。

　　Fabiana Maggico是重工業全球市場經理。這些行業包括采礦、冶金、水泥、骨料、紙漿和造紙。在從巴西移居美國之前，她在Timken公司擔任過多個職位，包括銷售經理和工業分銷客戶經理。在加入Timken公司之前，她獲得機械工程學士學位。
 

此文章轉載自《World Cement》雜志。