陈国友
(安徽合力股份有限公司研发部装研所,安徽省合肥市 230022)
BZ050型装载机变速器输出轴曾出现了几例挡肩磨损,导致轴承失效。
BZ050型装载机前输出轴采用的NUP轴承,它不仅具有固定支撑作用,还具有双向轴向限位功能。输出轴后端采用NU2212E型轴承做浮动支撑,同时吸收轴的轴向伸缩量。
原因分析
装载机满载、爬陡坡工况下转向时,其前端连接的中间传动轴花键伸缩产生的摩擦力都要靠输出轴轴承的轴向力来平衡。经分析认为,挡肩过度磨损是因为轴向力过大。装载机使用说明书虽然明确规定满载、爬坡时不能转向,但很多客户不遵守此规范,经常在此工况下工作,Z终造成挡肩过度磨损。另一种情况是转向限位块撞击失效后,导致中间传动轴在极限转向位置,造成轴承失效。为此,我们重新考虑,决定将后输出法兰的浮动支撑轴承改为C3级大游隙球轴承。
改进方案
将输出轴后端的NU2212E型圆柱滚子轴承(不能承受轴向力负载)换成NSK 6212型深沟球轴承,并在轴承内圈和外圈各加一个6mm平垫,通过平垫控制左、右轴向的位置,可使其处于角接触球轴承状态,2个轴承能同时承受轴向力。同时选用C3大径向游隙的球轴承,并通过垫片调整使其实现角接触,轴向承载能力更强。
查询德国INA轴承手册,NUP圆柱滚子轴承在转速600r/min时的轴向允许负荷为10kN,转速2000r/min时的轴向允许负荷为3500N。
查询瑞典SKF轴承手册, NSK 6212型深沟球轴承的轴向负荷计算公式如下:
F=0.5*C0=18kN
式中:F——轴向负荷
C0——基本额定静载荷,取36kN
由以上可以计算,在轴承转速600r/min时,改进后总承载能力F=18+10=28kN。 改换轴承后,对使用寿命影响不大,轴承径向承载能力也没有降低,轴承轴向承载能力得以大大加强,使得产品的可靠性明显提高。