轧机轴承（共6篇）
轧机轴承 篇1
摘要：通过不断创新工艺水平和技术,解决了加工精度、孔壁厚差异大、残余应力及其热应力不均等主要难题,生产出的工作辊轴承座符合图纸要求,用户使用反映良好。
关键词：工作辊轴承座,工艺分析
1 引言
长期以来,轧机轴承座备件都以从外国进口为主,为了打破国外垄断局面,轴承座备件国产化问题成为国内机械加工行业迫切需要解决的问题。
2 工作辊轴承座参数及技术要求
2.1 基本形状
轴承座示意图见图1和图2。
2.2 轴承座内孔及两侧滑板面的技术要求
内孔大小为准541.35+0+0..1015,圆度和直线度为0.025mm;表面粗糙度为Ra1.6;两侧滑板面对轴承孔的对称度为0.1mm。
3 加工工艺分析
工作辊轴承座结构复杂、孔壁厚薄不均、圆度公差小、加工残余应力及其热应力不均、易变形,采用常规工艺方法无法保证产品质量。为此,采用特殊工艺方法和热处理、时效处理相配合,消除机加工变形。加工工艺如下:
(1)调质处理(去除应力,改善切削性能);
(2)粗车轴承孔、粗铣外形、槽及半精加工其它小孔(基本成形及其它小孔粗加工);
(3)时效处理(清除机加工应力);
(4)半精铣外形(精度低加工面及孔成形,精度高加工面孔留余量);
(5)加工零件所有油孔、螺孔(防止螺孔、油孔的加工影响成品、孔系变形,最好精加工前提前完成);
(6)车磨内孔至尺寸,采用立式车床加工,工件安装在机床直接车出的等高块定位上(消除机床台面不平误差),找平内孔和大孔端面,精车、磨削准541.35++00..1015孔系;
(7)精铣外形及精镗孔(保证两侧滑板面对轴承孔中心的对称度要求)。
4 工艺路线
铸造→回火→检验→检验→热处理→检验→划线→粗车孔系→检→外形粗铣→时效处理→半精铣→钻孔及攻丝→精车孔系→精铣两侧滑板面→钳→总检→油漆、加工表面防锈处理。
5 检验
经检验,产品质量水平符合并已达到图纸规定的技术指标,用户使用状况良好。
6 结论
通过各分工序及总检得出的结论,泰尔重工生产的该工作辊轴承座符合客户的要求。该项目的研发成果打破国外垄断,减少对国外技术的依赖,同时为我国钢铁行业提供优质配套产品、提高轧制板材的质量及产量、为冶金行业的快速发展奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]王先逵.机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社,2006.
[2]中国机械工程学会热处理学会.热处理手册[M].北京:机械工业出版社,2009.
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[4]葛良水.轧机轴承座精密加工关键技术研究[D].沈阳:东北大学,2007.
轧机轴承受力特性分析与维护 篇2
一、轧机轴承受力分析
1. 机构分析
轧机是典型的重载机械，设计中更多考虑的是强度和刚度问题，而机构合理性方面则欠佳。例如广泛采用的二辊和四辊轧机，传统分析一般均忽略弹性变形，而认为轧制力在轧辊两端轴承沿轴线方向是均布的，这与测量结果不符。
图1为短应力线高刚度轧机的机构简图(已去掉虚约束，轧辊的旋转不影响机构分析略去)。空载状态下该机构的自由度为-2(4个活动构件，7个低副)。负载状态下，轧辊在轧制力作用下发生弯曲变形，轧辊最大的挠度相当于存在一弹性铰链，等效机构如图1b，其自由度为-1(5个活动构件，8个低副)。这说明该机构在空载和负载状态均为超静定机构(桁架)，即轧辊在轧制力作用下发生弯曲变形时，轴承座不能随之转动，造成轧机轴承各列滚子的径向间隙沿轴向不等，轴承出现严重偏载。
型钢轧机机构如图2，空载时的自由度数为0(活动件4个，6个低副)，负载状态下的等效机构如图2b，其自由度为1(5个活动构件，7个低副)。轧辊在轧制力作用下发生弯曲变形时，轴承座与支架间形成铰链，从而保证轴承四列滚子均载。这种空载和负载下均能保持静定的构件称为自位机构。
2. 轧机轴承内部接触压力比较
为证实轴承座处于不同状态时内部压力的差异，用三维弹性接触边界元法计算机软件，对图1和图2两种情况轴承的三维接触压力分布进行求解。图3是四列滚动轴承内部载荷分布比较，从图3可以看出，不具备自位特性时，第一列滚子的受载最大，约为平均载荷的3倍多。具备自位特性时，偏载系数明显降低，其负载特性接近均载，更符合设计时的考虑，因而寿命更长。通过轴承载体机构实现轴承自位，保证轴承发生弹性变形时轴承内部各列滚动体仍具有均载特性。
二、维护要点
1. 自定位保证
大H型钢万能轧机水平辊两端采用的是四列圆柱滚子轴承，操作侧加装双列圆锥调心滚子轴承的约束方式。因轧辊相对轴承座是固定的，同时操作侧装有双列圆锥调心滚子轴承对轴向起到固定作用，而传动侧轴承座没有轴向固定，可保证轧辊受热时自由膨胀。由于牌坊对操作侧轴承座轴向夹持耳的限制，加上四列滚子轴承本身没有自位性，为避免四列轴承出现偏载，必须根据轴承座的实际磨损量来调整操作侧轴承座两座体连接螺栓垫片厚度，保证轧机轴向精度和连接处1mm预留间隙，同时对中部磨损的夹持耳滑板及时更换，确保四列圆柱轴承座体能够随着轧辊弯曲而自由摆动。
2. 承载区调整
轴承滚动体在不同位置的接触点处的变形量不同，反映了在各接触点上的接触载荷的不同。虽然在弹性范围内，载荷与接触变形量并不是线性关系，但是当载荷增大时，接触变形量也是增大的。因此，可以判断，在图4所示位置，接触载荷也是处于F0作用线上的接触点处最大，向两边逐渐减小。根据类似的分析，可以得出其他任一瞬间的载荷分布情况。各滚动体从开始受力到受力终止所经过的区域叫承载区。
从钢铁生产企业轧机轴承使用情况来看，操作侧轴承的寿命远远低于传动侧，损坏的位置有95%位于靠近辊身那一列滚动体的远离辊身侧的一端，而该位置外滚道的疲劳脱落占这种损坏的80%(图5)，所以周期性调整轴承负荷区可延长轧机轴承的使用寿命，降低弯辊对轴承的影响。
三、结语
采用多列滚动轴承支撑的辊系，重载下轴承的寿命普遍偏低并频繁发生轴承异常烧损事故。除了轴承质量因素、润滑冷却条件不足以外，重载产生轴的弯曲变形造成轴承内部间隙沿轴线不等，轴承各列滚子严重偏载是最主要的原因。
通过周期性调整四列圆柱轴承承载区，可避免轴承单一区域长期受力出现过早疲劳失效现象，达到延长轴承使用寿命的目的。
摘要：型钢厂轧机轴承在使用过程中频繁出现过早脱落、点蚀等异常情况,分析轧机受力特性,周期性调整四列圆柱轴承承载区可避免轴承单一区域长期受力出现过早疲劳失效现象,达到延长轴承使用寿命目的。
轧机轴承支盖钻孔夹具设计 篇3
随着科学技术的飞速发展, 随着轧钢厂先进设备的引进和生产工艺的不断调整, 轧钢的生产效率和产品质量得到了极大的提高, 轧机工作机座作为棒线材轧制关键的设备, 其生产加工效率和质量对整个钢材轧制生产线的周期和寿命会有直接的影响, 而轧机轴承支盖作为机座的一个很重要的零件, 通过它可以调节轧辊的辊槽间距, 其在机座里的位置关系如图1所示, 当一对上下轧辊的轧制辊槽有磨损不可用时, 这时我们可以通过调节轴承支盖来使用另一对辊槽, 使钢材的整个轧制过程能够顺利进行。而在该产品需求量较大, 批次生产的情况下, 如果仍用常规的工艺方案来加工, 很难保证其加工效率和质量, 如果设计高效、高可靠性的工装则可以极大地提高机械加工和检测的效率。本文研究与设计的钻孔夹具对轧机轴承支盖的生产和加工具有很强的积极作用。
2 零件特征和加工工序分析
2.1 零件结构与技术要求
轧机轴承支盖零件图如图2所示, 零件材料为35Cr Mo, 其中18x M12孔钻在φ278圆周上。某公司现接到订单此轴承支盖共需要200件, 公司技术员按常规方法制定加工方案, 很难保证其加工工期和质量。
2.2 零件加工工艺
设计此夹具的目的是完成工序2的划线和工序3孔位的加工, 因轴承支盖在轧制及调整辊槽位置过程中受力较大, 所以对其各个尺寸的加工精度要求较高。此夹具以φ260内孔及端面为定位基准, 以压板夹紧, 根据钻孔夹具的精确孔位来加工该零件的相应孔。
3 夹具设计
3.1 专用夹具设计的要求
(1) 保证工件的加工精度, 必要时还要进行误差分析与计算。 (2) 操作要方便, 保证工作安全, 能提高加工效率, 减轻工人劳动强度。 (3) 结构工艺性要好。夹具应便于制造、检验、装配、调整、维修等。根据以上要求在确保产品质量的前提下, 设计任务为快速准确的加工出较大批次轴承支盖的螺纹底孔。
3.2 轴承支盖钻孔夹具设计
对于此轴承支盖进行批次生产的时候, 用数控车床来进行加工外圆及内孔时较方便、快捷, 以φ260内孔及端面为定位基准, 利用钻套和钻模的孔位来保证加工精度, 同时利用钻套也使对刀点更容易找到, 提高了加工效率。本夹具钻模采用Q235材质, 此种材质便于加工, 钻套采用T10钢粗加工后进行淬火处理, 硬度达到HRC50度以上, 钻套耐磨性较强, 钻套和钻模之间采用较小过盈量紧配合后, 再在钻套上沿圆周围以点焊方式固定在一起, 整个夹具的使用寿命得到了加强。
4结束语
在设计专用夹具的时候, 结合零件的设计特点及综合考虑实际加工过程, 尤其是批次生产零件的时候, 应尽可能的节约装夹和找正的时间, 以提高生产的效率。此钻孔夹具设计简单实用, 加工效率高且保证精度, 最终快速合格加工出成品如图4所示, 实际使用证明该夹具具有良好的加工制造和使用性能。文中阐述的轴承支盖钻孔夹具设计, 对其他同类夹具设计有重要的借鉴意义。
摘要：对某轧机轴承支盖进行加工工艺分析, 需要为加工200件轴承支盖的螺纹底孔设计一套专用钻孔夹具。根据零件设计精度要求和工序要求设计了一套专用钻孔夹具, 该夹具具有快速装夹、定位等功能, 提高了生产效率, 降低了加工成本。
关键词：轧机轴承支盖,钻孔夹具设计
参考文献
[1]张永亮, 樊文欣.薄壁衬套加工夹具设计[J].机床与液压, 2015 (5) .
[2]周太平, 康志成, 夏翔.数控铣床与加工中心夹具设计[J].现代制造工程, 2011 (2) .
轧机油膜轴承失效原因剖析及对策 篇4
一、失效原因及对策
1. 磨损与划伤
油膜轴承工作时形成一层完整的压力油膜, 理论上不会发生磨损, 但实际上轴承在启制动阶段以及在低速运转阶段, 都不会达到理想的润滑状态, 即不是纯液体摩擦状态, 而是处在半液体摩擦或边界润滑状态, 因而发生锥套和衬套间的磨损。磨损失效的主要特征是:轴承衬套内孔磨大, 轴承锥、衬套间间隙变大, 致使轴承失去了厚膜润滑工作状态。
磨损失效可分为两种情况:一种是正常磨损, 在轧制制度基本不变的情况下, 磨损失效的规律相似, 工作寿命也基本相同;另一种是非正常磨损, 主要是轧制压力、轧制速度、润滑油黏度以及衬套减磨材料耐磨性能等原因出现了单一磨损。对于正常磨损, 可以采取提高耐磨性能、改善工作条件等一系列措施。对非正常磨损, 可采取减磨措施: (1) 增大润滑油流量, 使轴承温度降至平衡点不再升高, 尽量避免低速 (<3m/s) 轧制运行, 保证油膜轴承的最小油膜厚度; (2) 每半年彻底清洗一次油膜轴承, 将衬套定期旋转180°使用, 以便更换使用衬套的两个工作面; (3) 在轧制操作中严禁零速咬钢、轧黑钢和低转速大压力下的违章操作。
划伤也有两种形式:一种是径向环痕, 是发生在轴承运行过程中, 坚硬异物进入, 通常是压入衬套的减磨层并同时划伤锥套表面, 但由于锥套表面硬, 在其被划伤的同时, 却将异物向运动方向推动, 在锥套上犁出多道沟痕。造成油膜轴承异物侵入的途径很多, 主要有:润滑油过滤精度不够;油膜轴承安装检修时带入;支承辊组装试压过程中带入;供油管路中的铁锈;过滤器失效及更换支承辊装拆管接头时带入。其中, 过滤精度不够是造成油膜轴承划伤的最主要、最难解决的问题。对于较细较浅的径向环痕和轴向划伤可不处理, 也可用精制油石研磨抛光后继续使用。对于较粗的径向环痕, 一定要研磨抛光后再使用。另一种是沿圆柱母线的轴向划伤, 是在锥套装拆于衬套时发生的。两种划伤都是锥套和衬套之间进入坚硬异物所造成的, 衬套表现得更为严重一些, 原因是衬套的巴氏合金较软。对此, 要在油膜轴承组装和轧辊拆卸时, 均应检查辊颈密封和水封的使用情况, 如有异常要应及时处理, 同时检查轴承座进回油腔, 如发现腔内有沉积的巴氏合金铁屑或橡胶末时, 应将其全部拆卸, 进行清洗、检查。
2. 锈蚀和表面发黑
锈蚀是轴承工作一段时间后, 锥套工作表面和衬套内外表面生成氧化层, 并出现严重锈斑, 其中衬套外表面锈蚀尤为突出。锈蚀原因, 一般是润滑油的化学反应, 润滑油经过较长时间使用之后, 其酸值升高, 脱水度下降。另外, 现场大量的冷却水和乳化液侵入润滑系统以及使用低档的合成油, 造成了锥套和衬套大量锈蚀。日照厂油膜轴承孔出现锈蚀的情况较多, 一般属于润滑油中长期处于高含水量所致。对于锈蚀, 一般用精制油石进行研磨抛光处理。
发黑主要发生在衬套的内表面 (巴氏合金) 和外表面上。内表面发黑是由于巴氏合金受氧化作用的结果。对发黑的巴氏合金套应勤于检查, 通常在发黑后容易发生损坏。外表面发黑多是轴承内进水、液压油含水量过多所致。为避免此类情况发生, 需利用好每周定修一次的机会及时检查辊颈密封和水封的使用情况, 如有异常应及时更换。同时进行液压油的抽样检查, 适时进行净化处理的同时, 杜绝用合成油等劣质油。对于润滑油的品质, 一般黏度指数≥90, 含水量<2%, 中和值≤0.1, 抗乳化性应良好, 起泡性为少形成及成分离状态。
3. 片状剥落、龟裂、塑性流动
片状剥落发生在衬套上, 轴承运行一段时间后, 衬套工作区域的巴氏合金层成一片片或大片地从钢套上剥落下来, 有的发生位置移动, 但更多的是镶嵌在钢套上。原因主要有4个:一是轴承载荷较大;二是巴氏合金层较厚;三是巴氏合金与钢套的结合不牢;四是巴氏合金杂质超标。一旦出现小面积的剥落, 应及时处理并向厂家咨询商讨进一步处理方案。
龟裂主要发生在衬套上, 衬套巴氏合金出现龟裂的实质是材料的疲劳裂纹。工作时, 在衬套的工作区域作用着分布的油膜轴承动压力, 由于轧件本身误差, 机架间的张力变化, 轧制速度以及轧辊、锥衬套等主要回转受力件的制造、安装误差, 都会造成分布压力大小和状态的变化, 而分布压力的梯度又会造成巴氏合金层的切向拉应力, 当这种交变应力超过巴氏合金材料的疲劳强度时, 就会出现疲劳裂纹即龟裂。解决这一问题的主要途径是: (1) 轧制压力不要太大, 以降低交变应力值; (2) 提高轧辊辊身及整体的制造精度, 提高锥衬套的同轴度, 以使工作时回转精度高, 降低动负荷; (3) 选取疲劳强度高的巴氏合金或其他材料。
塑性流动是指巴氏合金在常温下被辗压位移的现象。塑性流动沿两个方向进行;一是沿周向塑性流动, 巴氏合金被挤入油槽;二是沿轴向塑性流动, 巴氏合金被压出衬套端面。沿周向塑性流动的, 主要是向轴滑动的方向流动, 对于精轧机 (不可逆轧机) , 将出现衬套巴氏合金向一侧油槽流动;对于粗轧机 (可逆轧机) , 则出现巴氏合金向两侧油槽都流动。衬套轴向塑性流动, 向两侧都有, 但发生最多的是向靠近辊身的塑性流动。周向塑性流动主要原因, 一是载荷过高 (即轧制压力过大) , 二是巴氏合金过厚。载荷大, 分布压力就大, 也就挤压巴氏合金向油槽侧延伸。巴氏合金过厚, 在较大的油膜轴承压力作用下, 就容易变形。轴向塑性流动主要原因是辊颈与衬套的调角受力, 端部接触, 原因不外乎是轧辊在工作过程中轴线挠曲过大或是轴承装置的自位装置不灵, 不能实现油膜厚度沿轴向的自动调整。要避免此现象发生, 需做到3点: (1) 利用每月定修进行轧机牌坊内各部位的重新校位, 以保持设备安装精度; (2) 严格控制轧辊锥度, 防止工作时轧辊轴承在轧机中偏心运行; (3) 加强弧形摇摆板及压下装置偏差的监控力度, 确保自对中定位性能。对于尺寸偏差严重的摇摆板修磨或报废。
4. 烧熔
烧熔发生在轧机运行中, 衬套巴氏合金被熔化的结果。主要是轴承拆开时, 才发现巴氏合金局部熔化;另一种是巴氏合金熔化后, 又与锥套凝固在一起。前者是轧机能运行, 发现异常才操作停机;后者是因锥套和衬套熔铸成一起, 电机无力拖动或传动环节损坏而被迫停机。造成上述现象的主要原因是: (1) 违反操作规程, 未使润滑油循环而启动轧机。或者信号失灵, 轴承工作无润滑油。 (2) 轴承载荷超过设计载荷。 (3) 轧辊装在轧机上偏斜。 (4) 润滑油中混合大量杂质和水等。 (5) 油膜轴承相对间隙过小或者过大。 (6) 在轧机正常轧制时, 供油量不充分而烧坏巴氏合金。对于以上几种状况, 应利用每次定修完毕后至投入正式轧制前, 在供压后至跑合时间需确认: (1) 要观察润滑系统及油膜轴承各处仪表是否正常, 密封和联接部位有无漏油现象, 轴承座回油管接头方向是否向下, 运转有无异常现象; (2) 对于进油压力应保持在0.1±0.02MPa, 进油温度保持40±5℃, 回油温度≤65℃, 油膜轴承工作区域平均温度≤75℃。
二、油膜轴承的重点监控管理
1. 油膜轴承的防水措施
(1) 锁紧装置。轧机油膜轴承锁紧装置的作用, 主要是用来将锥套等件紧固在支承辊上, 防止其轴向窜动。实践证明, 锁紧装置是否装配到位对于油膜轴承能否阻止进水起到决定性作用。虽然锁紧装置种类较多, 但只要按照相应标准做好锁紧措施, 保证油膜轴承与轧辊在一定标准内的有效结合, 做好防松, 不良问题发生概率会很低。
(2) 密封装置。密封的功能是阻止泄漏, 防止外界物质的侵入。轧机油膜轴承的辊颈密封具有3个特点:一是双向介质 (水和润滑油) 的密封;二是两侧均无静压力, 但有喷射或飞溅;三是密封要随同轧辊高速回转。对密封的要求: (1) 具有较好的耐热性和耐磨性; (2) 能适应轴的高速回转, 稳定性好; (3) 结构简单, 容易拆装; (4) 允许轴有一定的偏心, 对轴具有较好的追随补偿性能; (5) 能防止润滑油泄露及有害物质的侵入。较复杂的密封, 特别是带有附属系统的密封装置。密封必须能够把润滑油保存在轴承周围的空间中, 同时必须防止氧化铁皮和水以及腐蚀性物质进入。多唇密封的安装应避免偏心装入, 即密封挡板的中心要和多唇密封的中心一致, 其正常的损坏形式是唇部产生磨损和龟裂并且对称, 而中心不对称时, 往往会造成密封根切和密封与辊颈接触面的滑动拉伤和磨损。
目前比较先进且广泛使用的辊颈密封是“DF”型辊颈密封, 该密封主要由脚封、水封、密封箍、铝环、密封环组成。“DF”密封是唇口式密封, 主要靠密封唇的尖角压紧耦合面, 其最佳密封状态应该是密封唇与耦合面之间呈线接触, 而且处于薄油膜润滑状态, 而实际上密封唇与耦合面之间是带接触。这就要求第一密封唇与耦合面之间的接触带不能太宽, 否则, 密封唇与耦合面之间容易形成厚油膜, 产生泄漏。第二密封唇与耦合面之间要有适度的接触应力, 不能压得太死, 否则密封唇与耦合面之间处于半干摩擦状态, 会加剧密封件的磨损与发热, 缩短使用寿命。第三安装密封件时应保证辊颈和密封件干净, 而且要在辊颈上浇上润滑油。
2. 油膜轴承的最小油膜厚度控制
轧机油膜轴承最小油膜厚度, 主要取决于锥套和衬套的表面粗糙度及制造精度和轧辊的挠曲变形。由于所需要的最小油膜厚度越厚, 对油膜轴承实际工作时形成油膜能力的要求越高, 满足最小油膜厚度的难度就越大。为了降低对油膜轴承的要求, 保证其正常工作, 实际工作中应该注意: (1) 保证锥、衬套的表面粗糙度; (2) 杜绝油膜轴承污染, 避免锥、衬套划伤; (3) 杜绝超负荷轧制, 确保油膜轴承在额定载荷下工作; (4) 衬套长度; (5) 润滑油黏度; (6) 锥套的线速度。
油膜轴承工作时的最小油膜厚度主要取决于锥衬套的间隙和偏心距, 锥衬套的间隙越大, 最小油膜厚度越厚。但是锥衬套间隙大了以后, 会直接导致油膜轴承承载能力下降, 因此, 一般控制在油膜轴承直径的1/1000～3/1000。锥衬套的偏心距越小, 最小油膜厚度越厚。锥衬套的偏心距主要受支承辊转速的影响, 支承辊转速越高, 偏心距越小。因此, 要根据不同的机架工况配置油膜轴承和控制油膜轴承间隙。例如:粗轧轧机转速低, 锥衬套的偏心距大, 在保证其承载能力的条件下可适度放宽锥衬套的配合间隙, 这样有利于动压油膜的形成, 保证油膜轴承正常工作。
对于衬套长度, 如果油膜轴承规格不变, 就是提高衬套长度与锥套直径之比, 即长径比, 可以提高油膜轴承的承载能力。
润滑油粘度对油膜轴承承载能力的影响很大, 润滑油的粘度增加, 油膜轴承的承载能力增加, 润滑油选定后, 其粘度就油膜轴承润滑系统而言, 主要受油温和系统进水的影响, 油温一般比较稳定, 影响不大, 影响最大的是系统进水, 油膜轴承润滑系统润滑油的含水量一般应控制在2%～3%。
锥套的线速度增加, 可以提高油膜轴承的承载能力, 但对于轧机油膜轴承来说, 要通过提高锥套的线速度来提高油膜轴承的承载能力是不可能的。以1580热连轧线精轧机组为例, 要满足连轧条件, 从F1到F6轧制速度必须依次增高, 对同一规格油膜轴承来说, 如果其他条件相同, 从F1到F6其承载能力是依次增大的, 根据油膜轴承的需要, 压下量的分配, 即轧制压力的分配, 应该是从F1到F6依次增大。但为了保证板形, 实际上, 轧制压力的分配正好与此相反。
三、油膜轴承的基础管理
1. 油膜轴承的技术管理
根据技术资料要求, 把好主要备件及相关辅助备件的质量关, 进行严格验收。严格执行油膜轴承装配标准、使用标准和维修标准。建立油膜轴承技术档案, 班组设立专人记录, 对轴承安装日期、投产日期、使用时间、周期、寿命均记录在册, 对报废的油膜轴承分析其原因, 建立档案。
2. 加强辅助备件储备管理
加强工器具的管理, 保证油膜轴承检测精度和准确性。及时新技术、新工艺的研究和推广。
3. 油膜轴承的组织管理
建立油膜轴承车间、班组的两级管理制度, 做到各司其职。建立车间专职和班组兼职的点检机构, 对油膜轴承进行定人、定时、定点的点检制度。
4. 油膜轴承的检查制度
制定油膜轴承每年清洗、检修一次的制度。对从轧机更换下来的油膜轴承定期对轴承座回油孔、密封挡板、多肢密封、水封、铝环、止推轴承等进行检查, 发现问题及时清洗检修。建立点检制度, 检修工人要随时动态点检油温、油压及各部泄漏点。发现问题及时处理和更换。W12.05-29
摘要：日照钢铁有限公司1580热连轧线使用的52″-76KLX-DT-HD-RM-S油膜轴承, 分析其各种失效形式及相应工作条件, 给出轧机油膜轴承失效原因及相应对策。
轧机轴承 篇5
随着国民经济的快速发展及人民生活水平的不断提高, 板带箔的市场需求不断增加, 各厂家对生产效率及产品质量的要求也日益提高。轧机转速、轧制力、弯辊力等工况条件越发苛刻, 造成工作辊止推轴承损耗明显升高, 因此产生的质量及安全事故也不断出现。如何保证止推轴承能够适应现有工况的要求, 降低轴承损耗, 已成为生产厂家及轴承企业迫在眉睫需要解决的问题。本文从轴承结构设计方面提出改进措施, 对解决该问题起到明显的积极作用。
1 轴承运行工况分析
工作辊止推轴承, 用来承受工作辊上产生的轴向力。理论上讲, 工作辊产生的轴向力是很小的, 一般为轧制力的0.5%~1%。弯辊力一般小于轧制力的2%, 最大不应超过5%;正常载荷条件下, 轴承受力接触椭圆如图1所示。
图中, OB为理论接触角, OA为受载状态下接触角, 2a为接触椭圆长轴, 角度α为接触椭圆长半轴与钢球中心所对应的中心角, h为挡边高度, β为理论接触角与受载状态下接触角的夹角。正常轴承设计挡边直径D2=De-Kd×DW, 挡边高度h= (De-D2) /2。设计时, 使轴承受载时接触椭圆边界正好落在挡边边缘, 以此来确定挡边高系数Kd。
在实际生产中, 因轧辊装配后存在轧辊交叉角, 当交叉角为0.02°时, 轴向力约为轧制力的1%, 属于正常范围之内。当轧辊交叉角达到0.05°时, 所引起的轴向力达到轧制力的5%[1], 轴向力的急剧增大, 使得接触椭圆边缘超过挡边边缘, 致使边缘应力集中, 在转速较高时, 使得轴承快速损坏。
另外, 目前高速箔轧机较多采用板型仪控制板型偏差, 可以根据板型偏差自动调节弯辊力的大小, 以此更加精确地控制板型偏差。由于轧件的厚度不同、工作辊辊面磨损程度不均匀、工作辊辊面凸度量的不同, 弯辊力会明显增加。弯辊力的增加会使工作辊辊径产生一定的倾斜, 连同止推轴承内圈发生轴线偏斜, 使得接触椭圆超出挡边边缘, 亦使轴承迅速损坏。
如1850箔轧机, 轧制力为400 t, 弯辊力为4 t, 转速600 m/min时, 止推轴承7030AC/DB大部分使用寿命在1 a左右;轧制力不变, 弯辊力增加为10 t, 转速提高为1 000 m/min时, 轴承寿命普遍为3个月左右, 并且有30%以上甚至1周以内出现发热、滚道边缘剥落、保持器断裂等异常损坏。经分析发现, 全部为接触点偏离正常受载时的接触区, 碾压到挡边边缘所致。
2 改进措施
增加挡边高系数。优化设计中, 虽然适当提高了挡边高系数, 但对于箔轧机工作辊止推轴承来说, 还是不够。如7000AC型轴承挡边高系数一般取Kd=0.35, 甚至对于40°接触角的角接触球轴承, 仅取0.4~0.6之间[2]。
根据轧机具体工况, 将挡边高系数提高到0.4~0.7之间。将明显改善轴承损耗大、接触点超过挡边的现象。以7030AC/DB外圈为例, 原挡边高系数Kd=0.40, 钢球直径Dw=ф22.225 mm, 外圈滚道直径De=ф209.829 mm, 则挡边直径为:D2=De-Kd×DW=ф200.09 mm, 挡边高度h= (De-D2) /2=4.4 mm;现将挡边高系数提高至Kd=0.60, 则挡边高度h=6.7 mm。通过改进, 有效减少了轴承滚道边缘剥落现象, 以及由此引发的发热、抱死等现象, 大大提高了轴承平均使用寿命。
3 结语
改进后跟踪结果表明, 提高挡边高系数, 对改善高速箔轧机工作辊止推轴承发热、抱死、非正常剥落等早期损坏现象, 有明显作用。有效降低了轴承损耗及因轴承早期失效引起的质量及安全事故, 得到使用厂家普遍认可。
参考文献
[1]陈占福.高速箔轧机工作辊操作侧止推轴承运行行为的研究[J].轻合金加工技术, 2000 (6) :13-17.
轧机轴承 篇6
油气润滑技术作为一项近几年发展起来的新技术, 在我国大中型企业中已经逐步开始应用。由于其具有低能耗, 润滑集中, 润滑效果好, 易控制, 系统维护方便以及高安全性, 特别适用于运输线, 单机架或多机架轧机以及线材、连铸等大型设备上。[1]
1 油气润滑技术的工作原理及特点
1. 1 油气润滑技术的工作原理
通过压缩空气连续的作用带动润滑油在管道内壁不断的流动并形成紊流状的油气混合物, 以精细油滴的方式供给到润滑点, 这个过程就是油气润滑。[3]具体的说就是由油泵间歇供给的单项流体油和以恒定压力 ( 约0. 3 ~ 0. 8 Mpa) 供给的单向流体压缩空气混合后形成两相的油气混合流。混合流中的油和气并不是真正的融合, 而是润滑油在压缩空气的流动作用下形成间断的油滴, 附着在管壁上, 沿管道内壁不断的螺旋式前进并形成一种连续的油膜, 在流动过程中油膜的厚度不断变薄, 到达管道末端时, 原先间断的粘附在管道壁上的油滴已经形成波浪状的油膜连成一片, 形成了连续的油膜, 最后以精细的连续油滴的方式喷到润滑点上。油滴到润滑点上形成油膜, 隔绝相互摩擦的表面, 起到润滑。采用油气润滑方式能够提高轴承的各点的润滑效果, 增加轴承的工作寿命, 其原因如下:
( 1) 供给润滑时采用的是油气混合物, 因此, 润滑点上会形成气液两相油膜, 提高了轴承的承载能力, 减少了摩擦损失, 增强了润滑效能。
( 2) 油气润滑的润滑液是连续不断的供给到各个润滑点的, 即油气具有连续性, 因此, 在润滑点上所形成的油气保护膜也是不间断且新鲜的, 承载性能未受到破坏。
( 3) 油气混合中的压缩空气从轴承座溢出时会带走大量的热量同时增强了轴承的密封性能, 压缩空气会使轴承内保持0. 3 ~ 0. 8Mpa左右的正压力, 使外来的乳化液等脏物无法进入轴承座危害轴承。
1. 2 油气润滑的技术特点
( 1) 油气润滑耗油少, 可以节约能源。以安钢冷轧厂PL - TCM机组五机架六辊冷连轧机为例:
油气润滑系统用油量: Qa = C1× ( QL1×n)
式中: Qa———油耗总量
C1———润滑安全系数, C1= 1. 08
n———相同型号的轴承数
QL1———单个轴承油耗 ( 6 cm3/ h)
那么:
全年的耗油总量 ( 以一年365天, 24 h满负荷生产计) :
油脂润滑每年耗油量:
以每套轴承座每次注油量0. 6kg, 每天换辊10根, 共6套 ( 含5套备用辊) , 每次下机注油一次, 全年耗油量, 则:
通过计算明显油气润滑耗油量低, 节能效果明显。
( 2) 油气润滑可以提高轴承的使用寿命, 节约大量的备件。
在油气润滑技术中, 压缩空气与润滑油形成紊流状的油气混合物被喷射到轴承的各个润滑点, 流速不低于2m/s的压缩空气不仅充分冷却了轴承还保证各个润滑点能够连续不断的受到润滑; 同时也在轴承座内形成正压力, 起到了良好的密封作用防止乳化液的异物侵入轴承座内损害轴承, 保证了轴承的使用寿命。安钢冷轧厂从开始生产截至目前, 使用油气润滑技术的工作辊从未出现轴承烧蚀现象, 保证了生产的需求, 节约了备品备件。
( 3) 使用油气润滑改善了带钢表面质量, 延长了乳化液的更换周期。
在油气润滑技术中, 润滑油的供给量受到严格的控制, 润滑油在轴承座内被直接消耗掉, 只有少量的压缩空气排出, 没有多余的油液从轴承座内溢出渗入到乳化液中, 保证了乳化液的质量, 使轧制出的带钢表面质量得到改善, 减少了乳化液的更换周期。
( 4) 可使用的润滑油粘度范围广。凡是可以流动的油品均可以使用, 并且不需要对油品进行加热。
( 5) 油气润滑系统监控性能好, 易实现自动化控制。
2 油气润滑在安钢冷轧厂 PL - TCM机组五机架六辊冷连轧机上的应用
2. 1 安钢冷轧厂轧机工作辊轴承选用
安钢冷轧厂轧机为五机架六辊冷连轧机, 最大轧制压力达22000k N, 轧制速度: 轧机入口侧: : 最大280 m / min, S5轧机轧制速度: 最大1 350 m / min, 由于其轧制力负荷比较大, 因此在工作辊的轴承选择上采用的是日本进口的恩斯凯四列圆锥滚子轴承, 如 ( 图1、图2、图3)
2. 2 安钢冷轧厂 TMEIC 五机架六辊冷连轧机工作辊轴承工况特点
其工况特点是: 一是轴承负荷大, 轴承座内装有四列圆锥滚子轴承, 整个轴承的宽度和直径比较大。二是需要润滑的部位点多面广, 润滑困难。由于是串列轴承, 存在多个摩擦副, 辊颈处的密封也需要润滑, 在供给润滑时要采用快速和渗透性强的方式并在轴承座内对润滑进行二次分配, 即要求润滑剂能够快速渗透到各个摩擦副, 同时还要考虑以不同的润滑量分别供给轴承和辊颈密封。三是由于轧制过程中使用乳化液, 轴承座会受到乳化液的冲刷, 不可避免的会进入轴承座危害轴承。四是根据轧制需求, 工作辊每隔2 ~3个班就要换辊, 换辊比较频繁。如果轴承润滑不良严重时就会造成轴承座和轧辊报废, 这不仅导致很大的设备和停机损失, 废品率提高, 而且备件和后续维修费用也不堪重负, 并且污染环境。[2]
2. 3 油气润滑在安钢冷轧厂 PL - TCM 机组五机架六辊冷连轧机上的应用
针对其特点, 安钢冷轧厂在工作辊的润滑上采用了油气润滑, 即在轧机机架上安装有油气润滑系统, 通过管道接入工作辊轴承座, 轴承座上有专门的油气分配孔, 安装有油气分配阀, 如图:轧机油泵间歇供给的单项流体油和以恒定压力 ( 约0. 3 ~ 0. 8Mpa) 供给的单向流体压缩空气混合后形成两相的油气混合流, 通过管道接入轴承座上的油气分配器顶端的快速接头进入轴承座内部, 在油气分配阀的作用下, 对各个润滑点进行精细化的润滑。
3 油气润滑系统维护要点
油气润滑系统日常维护也是保证其正常生产的关键, 根据安钢冷轧工作辊轴承油气润滑实际情况总结如下:
3. 1压缩空气质量。压缩空气脏会给系统带来很大的危害, 我们建厂初期安装设备时就采用了带自动排污系统的空气过滤器, 并且定时更换滤芯, 起到了良好的效果。
3. 2根据轧制情况调节供油量。在轧机处于停机检修时及时关停供油泵, 使轴承座内保持零压状态, 轧机连续运转时根据实际情况适度增加供油量, 气泵由原来的8s一次改为6s一次。
3. 3保持快速接头的清洁度, 不能有污物进入, 否则可能导致污物卡阻会使快速接头插不到位, 油路不通或开口度小, 造成进入轴承处的油量不足而导致烧箱。
3. 4 加强轴承座的装配, 避免因轴承座的装配不良或有异物进入油气分配器导致油气润滑不畅或油量不够而导致烧箱。
3. 5 加强日常点检, 每天检查风压, 油压是否正常, 管道是否畅通, 管道内是否能够形成紊流状的油气混合流。检查有无管道漏油, 快速接头是否损坏。
4 效 果
安钢冷轧厂PL - TCM机组五机架六辊冷连轧机工作辊轴承采用油气润滑系统后提高了设备的作业率, 降低了对带钢表面的污染, 降低了能耗, 加强了集中润滑效果, 减少了系统维护费用。
5 结 语
油气润滑技术比传统的干油润滑、稀油润滑和油雾润滑技术有明显的优越性, 同时经过安钢冷轧厂的生产实践也证明油气润滑技术在冷轧生产上采用是成熟可靠、经济环保的。采用油气润滑不仅提高了轧辊轴承的使用寿命, 降低了轴承消耗和和维护费用, 而且提高了轧机设备的作业率。同时润滑剂的消耗大幅度降低, 即节约了成本, 又减少了污染, 还降低了水处理的费用。[2]
摘要：介绍了油气润滑技术在安钢1 550 mm冷轧机组轧机工作辊轴承上的应用情况。通过实际应用表明, 采用油气润滑在生产中工作辊轴承降低了能耗, 提高了设备的利用率, 加强了集中润滑效果, 减少了系统维护费用。
关键词：油气润滑,冷轧机,应用
参考文献
[1]张吉广, 孙家勇.油气润滑系统在冷轧机组工作辊轴承上的应用[J].鞍钢技术, 2001 (2) :39-40.
[2]于杰栋, 王宏伟.油气润滑在冷轧机中应用探讨[J].河南冶金, 2010 (6) :18-19.