Вальцы по своему внутреннему строению похожи на ступицу колеса автоприцепа. По центру ось, на которую одеты подшипники, внешней обоймой удерживающие обечайку. С обеих сторон подшипники защищены от попадания сырья крышками и различного вида уплотнениями.
С учетом малой скорости вращения и большой нагрузки применяют роликовые подшипники. Причем в моделях, где подшипники меньше нагружены, и линейная скорость движения вальца по матрице довольно высокая, применяют сферические роликовые подшипники. Встречаются в грануляторах с кольцевой матрицей диаметром 600-1000мм производительностью от 3 тонн в час по древесной пеллете. В грануляторах с диаметром матрицы до 600мм чаще используют конические роликовые подшипники, так как при большей удельной нагрузке заметно продлевается их жизнь возможностью регулировки зазоров по мере износа. На рисунке разрез вальца пресс-гранулятора ГРАЧ-480. Если убрать проставочные кольца, то возможна установка роликовых сферических подшипников.
По центру обечайки между внешними обоймами подшипников можно заметить стопорное кольцо, устанавливаемое в канавку. Оно удерживает обечайку относительно оси в одном положении, и вынимать его из изношенного вальца не очень удобно. Вариант с предусмотренным заранее выступом на обечайке на удивление оказался на 30% дороже, так как требовал заметно более толстой заготовки. Поэтому выгоднее пожертвовать стопорным кольцом, либо изготовить приспособления для быстрого извлечения внешних обойм подшипника из обечайки. Самый простой способ извлечения обоймы из обечайки в полевых условиях – приварить внутри обоймы толстый прут поперек отверстия и выколотить наружу.
По инженерным букварям следует, что обойма подшипника, вращающаяся в пространстве, должна иметь прессовую посадку. Неподвижная обойма должна иметь скользящую посадку. Такой монтаж обеспечивает максимальный срок жизни подшипника. В нашем случае вращается внешняя обойма вместе с обечайкой. При слишком слабом натяге обойма может заклинить на телах качения и провернуться в посадке, что быстро выводит из строя этот узел с перегревом и заклиниванием вальца. Для диаметра 170мм применяется натяг 0.03-0.07мм в зависимости от шероховатости поверхностей, то есть примерно настолько диаметр обечайки меньше, чем диаметр подшипника. Понятно, что свободная установка при таких размерах невозможна, и в условиях мастерской при пеллетном производстве для этого обычно применяют гидравлический пресс.
Гидравлика хоть и позволяет собрать роллер, но не лучшее решение. При таких усилиях даже с применением смазки велик риск получить задиры на поверхностях при минимальном перекосе. Гораздо безопаснее использовать разницу температур, и тут вариантов два. Первый – нагреть обечайку открытым пламенем примерно до 100°С, заранее установив в нее стопорное кольцо, и закинуть в нее внешние обоймы подшипников. Следует учесть, что нагрев необходимо проводить очень равномерно без точечных перегревов во избежание нарушения закалки и порчи обечайки. Бережное нагревание возможно во фритюрнице со специальным маслом, но может подойти и обычное минеральное. Второй – использовать сухой лед для охлаждения внешних обойм до температуры -80°С и также свободно вставить в обечайки комнатной температуры. Второй способ широко применяется на сборочных производствах и при профессиональном ремонте оборудования. В обоих способах после установки первой обоймы выдерживают паузу до 1 минуты, пока температуры выровняются, чтобы детали не выпали при переворачивании обечайки для установки второй обоймы.
Учитывая сложность извлечения подшипников их срок службы в хороших грануляторах должен превышать срок службы обечаек, чтобы после него заменить обе части на новые. Исключение составляют комбикормовые грануляторы, где обечайки могут пережить несколько комплектов подшипников из-за низкой абразивности сырья.
Внутренняя обойма подшипника на оси должна иметь скользящую посадку не только для возможности регулировки и относительно легкой сборки. Дело в том, что неподвижная обойма будет изнашиваться только со стороны прилагаемой нагрузки, и неравномерный ее износ телами качения приводит к быстрому разрушению. При скользящей посадке обойма медленно вращается на оси по мере износа, каждый раз подставляя телам качения свежую поверхность. Так как пятно контакта тел качения в разы меньше, чем контакт внутренней обоймы с осью, то износ оси не является критичным. С учетом закалки осей и наличия смазки между ними и обоймой, они должны пережить не менее 10 сроков службы подшипников. Это следует учитывать при формировании склада расходников, закладывая запасные вальцы в сборе для снижения потерь рабочего времени на их замену.
В дизайне обечаек предусматривают боковые части конической формы, чтобы приближающаяся к ним по мере износа матрица не могла на себе накатать бурт из опилок и упираться в вальцы, создавая паразитную нагрузку. Сам переход с трека обечайки к боковой части должен быть минимум в 7мм от края трека в изношенном состоянии для гарантированного избавления от такого эффекта.
