盾构机车轮轴承的设计改进

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Improvement on Design of W heel Bearings for Shield Tunneling M achineCui Chuan-rong，Luo Gui-bin，W u Guang-fu(Technology Center，Wafangdian Bearing Group Corp.，Wafangdian 1 16300，China)Abstract：Deep groove bal bearings for wheel of shield tunneling machine are easily failed due to low loading capacity，a kind of ful complement cylindrical roller bearing with seal structure is designed.The bearing features greater loadingcapacity and longer service life，which is able to meet usage requirements of users。

Key words：shield tunneling machine；wheel bearing；cylindrical roler bearing；seal bearing；design improvement1 轴承工况特点随着我国轨道交通行业的高速发展，对盾构机的寿命、可靠性及工作效率的要求也越来越高。

盾构机中车轮是重要部件，而车轮配用的轴承是其核心零件，因此车轮轴承的设计与应用至关重要。某盾构机车轮的设计承载能力为20 t，最大转速为2 r/rain，工作转速为 1.5 r/min，环境温度在30。左右。每个车轮安装 2套轴承，工作时无冲击载荷，采用脂润滑，要求能够免维护运行 10 000 h，有-定的密封性。

2 原轴承缺点盾构机车轮轴承原选用双面接触式密封深沟球轴承，外形尺寸为 180 mm× 85 mm×41l"fm，内圈与轴过渡配合，外圈与外壳过盈配合，装配图如图1所示，结构如图2所示。该轴承摩擦力矩小，密封性能好，适用于转速相对较高的场合。但是深沟球轴承普遍存在着承载能力低的缺点，对于盾构机车轮这种承载较大的诚，其承载收稿 日期 ：2013-0l-06；修回日期 ：2013～O2-15能力明显不足，因此，轴承在使用过程中经常出现早期疲劳甚至碎裂的现象，无法正常运行，从而影响盾构机的正常工作。

1-车轮 ；2-轴承 ；3-垫 ；4-轴图 1 盾构机车轮轴承装配图3 轴承的设计改进 。

针对该轴承使用工况，设计了-种双面异式密封结构的满装圆柱滚子轴承，如图 3所示。该结构轴承最大的特点是承载能力较大，与原轴承崔传荣，等 ：盾构机车轮轴承的设计改进l231-外圈；2-钢球；3-密封组件；4-保持架；5-铆钉；6-内圈图2 原盾构机车轮轴承的载荷对比见表 1。为保证良好的密封性能，轴承采用了双面异式密封结构，内圈带单挡边侧与接表 1 载荷对比l Ⅱ1-外圈；2-滚子；3-密封组件；4-内圈；5-平挡圈6-弹簧挡圈图3 改进的盾构机车轮轴承触式密封圈配合，另-侧的平挡圈带有非接触式全封闭防尘弹簧挡圈。这种异式密封结构新颖可靠，既保证了轴承的装配，又能有效防止灰尘的侵入，同时还限制了滚子的轴向位移。

4 改进前、后轴承的计算寿命车轮轴承的转速为 1.5 r/min，要求能够免维护运行 10 000 h，则原密封深沟球轴承的计算额定寿命为，110 ( )。

L 10h - ，式中：L。卟为 90%可靠性的疲劳寿命，h；C 为径向基本额定动载荷，kN(由于两列轴承距离很近，按双列轴承基本额定动载荷来计算寿命)；P为当量动载荷，kN；n为转速，/7，1.5 r/min；口为疲劳寿命系数(综合考虑材料及制造、润滑和温度条件后拳验值口0.2)。经计算得，C 220 kN，P200 kN，L10h2 960 h。

改进后的双面异式密封满装圆柱滚子轴承的计算额定寿命为106(告)Llh 0 - - ，同上工况参数，得 C 380 kN，P200 kN，Ll0h18 878 h5 结束语上述寿命是在综合考虑了润滑及工况条件下99%可靠性的寿命。改进后的轴承很好地解决了使用中出现的问题，寿命得到较大提高，在盾构机上使用效果良好。

(编辑：温朝杰)《滚动轴承质量检验》依据国家和行业的有关轴承质量的最新检验标准(共7O多个)以及企业的实际检验情况，系统介绍了轴承原材料各项 目检验，并按照最常用的深沟球轴承和汽车配套用圆锥滚子轴承的加工顺序，依次介绍了轴承零部件(套圈、滚动体、保持架)的冷、热加工各道工序检验和成套轴承的成品检验，还详细介绍了这些检验的检测项目、检测方法和判断标准。

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