177862. lajstromszámú szabadalom • Talpcsapágyazási rendszer csapágyszerkezeten belüli egyenetlen terhelések feloldására, különösen portáldarukhoz
3 177862 4 szabadalom, mely az eddigiekben felismert káros jelenségek közül különösen az állóüzemi terhelésekből, valamint szerelési pontatlanságokból csapágyhézagokból adódó befeszülési meghibásodások kiküszöbölésére irányult. Az alkalmazott szerkezeti kialakítás a hibák kiküszöbölését úgy oldja meg, hogy a talpcsapágy szerkezet radiál és axiál csapágyait mereven egy bolygó tengelyre építetten.alkalmazza, melynek gömbfelületi középpontját a radiálcsapágy középpontjába a kúpos fészek tengelyére helyezi. Az ismertetett szabadalmak és ezek kapcsán bemutatott megoldások azonban továbbra sem képesek a talpcsapágyazási rendszerek megnövekedett külső és belső egyenetlen terheléseket és ebből adódó deformációkat nagy biztonsággal elhárítani és ezen feladat megoldását a megkívánt gazdaságossággal biztosítani. Az ismert új körülményekkel összefüggő fejlesztés egyik további lehetséges megoldásaként alakult ki az a gyakorlat, hogy részben a csapágy méretek csökkentése, részben az egyenetlen terhelések feloldására megnövelték a beépített csapágyak számát. Ilyen megoldásként ismert a bolygógyűrűs talpcsapágyazási rendszer, melynek szerkezetébe két radiálcsapágyat és egy axiál csapágyat alkalmaznak. Ebben az esetben a talpcsapágy rendszerre ható radiális terhelést és a gömbcsukló beállásából adódó erőket a két radiál csapágy veszi fel, míg a tárcsás axiál csapágyat csak a függőleges axiális erők terhelik. Ezen megoldás választása természetesen megnövelte a szerelési pontosság igényét, bonyolultságát és a csapágyszerkezet előállítási költségét. Mindezen ismereteink és nem kedvező gyakorlati tapasztalataink alapján további elemzés tárgyává tettük a csapágyazási rendszereken belül lezajló terhelésekből adódó jelenségeket és azok hatását. Ezzel összefüggésben a csapágyakra vonatkozó szakirodalom és a csapágyazások beépítési példatárai szerint megállapítható volt, hogy a két radiál és egy axiál csapágyból képzett csapágyazás merev (nem önbeálló) csapágyazásnak tekinthető. Megállapított továbbá, hogy az egyes csapágyakra ható terhelések egyszerű mechanikai szabályok szerint meghatározhatók. Ebből kiindulva, vizsgálódásaink során megállapítottuk, hogy a portáldaruk üzemi és szerkezeti viszonyaiból adódó talpcsapágy szerkezetre ható erők nagysága terhelési esetben, amikor a talpcsapágy fordulatszáma 1—• 2 ford/perc, a radiális terhelésnél 50—200 Mp, az axiális terhelésnél 100—500 Mp. Ezzel megegyezően a radiális terhelés körbeforog és 0—max. értékig, illetve ezek között változhat. Az axiális terhelés a max. érték körül kis mértékben ingadozik. Mindezekből adódóan, számításokkal is megalapozottan, megállapítható volt, hogy a talpcsapágy rendszeren belüli alkatrészek a terhelésből adódóan deformálódnak. Ezen deformációk egymáshoz képest eltérőek, melyből adódóan a talpcsapágy rendszeren belül olyan feszültségek keletkeznek, melyeknek feloldása a talpcsapágyszerkezet idő előtti károsodásához vezethet és megelőzése feltétlenül szükséges. Ezzel összefüggésben továbbá az is megállapítható volt, hogy szilárdsági szempontból előírás szerint méretezett talpcsapágyazási szerkezet forgótengelye a radiálcsapágyak terhelése következtében 2—4' nagyságrendű szögelfordulást szenved. Ez önmagában talán nem mutat jelentős szögeltérést, de ha figyelembe vesszük, hogy a talpcsapágy rendszer — mely radiális — axiális — radiálcsapágy felépítésű — felső radiálcsapágynak belső gyűrűje és alsó radiál csapágy külső gyűrűje is az elméletileg párhuzamos helyzetből ugyancsak 2'—4' nagyságrendű szöggel megegyezően kitér, akkor ezt a jelenséget már jelentősként kell értékelni. Ismert, hogy a forgódaruk tárcsás csapágyainál a gördülőtestek szabályos koncentrikus terhelése esetére kiszámított rugalmas deformáció 0,01 mm nagyságrendű. Az alkalmazott csapágy rendszerek szerkezeti részeinek — döntő részben a forgástengelynek — deformációjából adódóan azonban a tárcsás csapágyra levezethető egyoldali többlet deformációja 0,1—0,2 mm, tehát nagyságrenddel nagyobb az előbbinél. Ez azonban exakt módon nem tud kialakulni, mert a terheléssel egyidejűleg a tárcsás csapágy veszi át a radiálcsapágyakra számított beállító nyomatékot. Mindezek alapján tehát a tárcsás csapágy kb. 1,5—2-szeres terhelést kaphat az elméletileg számítotthoz képest. Ezen többlet terhelést ugyan a statikus alapteherbírás alapján a csapágy elviseli, de ez egyben azt is jelenti, hogy az élettartamát nagy mértékben lecsökkenti. E vonatkozásban ismert és ezzel összefüggőnek tekinthető, hogy a szakirodalom a csapágy élettartam meghatározásoknál a 10/ford/perc alatt üzemi viszonyokra nem tartalmaz szerkezeti csapágytípusokra vonatkozó alkalmazási ajánlásokat. Ebből adódóan a lassú fordulatú, nagy teherbírású daruknál a terhelések kiegyenlítésére kizárólag a nagyobb csapágyméretek felé való eltolódás a követett gyakorlat, ami természetesen a legköltségesebb megoldást képviseli. A találmány célkitűzése olyan talpcsapágyazási rendszer kialakítása, mely adott lassú és nagyterhelésű üzemeltetési körülményekhez és konstrukciós megoldásokhoz igazodottan képes a talpcsapágy rendszerekben fellépő egyenetlen terhelésekből adódó belső feszültségeket feloldani és ezeknek szerkezetekre ható káros hatását megszüntetni. Ezen keresztül képes a csapágyazások élettartamát jelentős mértékben megnövelni, és azok alkalmazható méret választékát a leggazdaságosabb lehetőségek mérlegelhetősége mellett biztosítani. A találmány talpcsapágyazási rendszer, amely a csapágyszerkezeten belüli egyenetlen terhelések feloldásával ad megoldást különösen portáldarukhoz, melyet megvalósító csapágyszerkezet a forgótengelyen elrendezett axiál és/vagy radiál csapágyakból kialakított csapágyszerkezetnek radiálcsapágya és/vagy axiálcsapágya mellett, a csapágy forgótengelyen elrendezett rugalmas célszerűen a csapágyszerkezet deformációs viszonyaiból bevezetett rugó jellemzőkkel bíró, kiegyenlítő rendszere van. A találmány megoldásának további előnyös kivitele, hogy a kiegyenlítő rendszernek célszerű meghatározás alapján legalább egy kúpos tárcsája, vagy legalább egy gömbszelet kialakítású tárcsája van. A találmányt a továbbiakban az ábrák alapján ismertetjük, illetve mutatjuk be, ahol is az 1. ábra a találmány szerinti csapágyazási rendszert mutatja fele nézetében — fele metszetében, vázlatosan. A 2. sz. ábra ugyancsak a megoldás további változatát szemlélteti elöl-nézetben és metszetben, változatosan. A 3. sz. ábra a példaként! csapágyszerkezetre ható erőhatásokat mutatja be. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
