A hazai acélgyárban megnövelték a hengerművek sebességét, ami a tartalékhenger négysoros hengergörgős csapágyainak magas hőmérsékletű emelkedését eredményezte. Tekintettel erre a problémára, kiszámítják és összehasonlítják a csapágy súrlódási nyomatékát és fűtőértékét a sebességnövekedés előtt és után. Ez azt mutatja, hogy a sebesség hatása a súrlódási nyomatékra nem nyilvánvaló, és megközelítőleg arányos a hőértékkel. A csapágy hőmérséklet -emelkedése optimalizált. A fő intézkedések a csúszó alkatrészek érintkezési felületének csökkentése, hűtőolaj -kör hozzáadása, az érintkezési felület érdességének csökkentése, a csapágyolaj furatának optimalizálása és a hőelvezetési hatás javítása. A görgő végfelülete és a borda közötti érintkezés egyszerűsített számítási módszerét javasolja. Az alkalmazás után az optimalizált csapágy hőmérséklet -emelkedése nyilvánvalóan lelassul, és javul az élettartama.
A kínálati oldali szerkezeti reform folyamatos előmozdításával és a soha nem látott súlyos környezetvédelmi nyomással nagyszámú acélgyárat jegyeztek be a termelési kapacitások sorába. A hazai nagy acélgyárakból azonban egyelőre hiány van. Ezért a gördülési sebességet növeltük a hatékonyság növelése érdekében. A négysoros hengeres görgőscsapágyak fordulatszáma 1250-es hideghengerelő vezeték tartalékhengereihez acélgyárban 197 R / perc-ről 257 R / perc-re nő ugyanazon gördülési erő és kenési mód mellett. A sebesség növelése után a csapágy hőmérséklete sokszor túl magasra emelkedik, és a riasztás leáll. A hiányos statisztikák szerint ezt a modellt közel 200 hazai acélgyárban használták mintegy 200 vonalon, és a piaci kihasználtság nagyon magas, ami bizonyos értéket képvisel optimális kialakítása szempontjából. A négysoros hengeres görgőscsapágy szerkezetét az 1. ábra mutatja. A teljes méret Φ 690 × Φ 980 × 750, az anyag G20Cr2Ni4A, a ketrecet hegesztik oszloppal, a pontosság P5, a teherbírás Cr 20700 kN, cor 56500 kN.
1. A sebességnövekedés hatása
1.1 a súrlódási nyomaték változása
A csapágy hőmérséklet -emelkedése elsősorban a munkafolyamat során a csapágyon belüli súrlódásból származik. Számos képlet létezik a csapágyak súrlódási nyomatékának kiszámítására, és itt a Harris TA képletet használjuk.
Képlet esetén: m a teljes súrlódási távolság, Nmm; M0 a csapágy súrlódási távolsága terhelés nélkül, M1 a terhelés okozta súrlódási távolság, Nmm; F0 és F1 empirikus együtthatók; ν a kenőolaj kinematikai viszkozitása, mm2 / S (a kenőzsír alapolaj viszkozitása); n a csapágy sebessége, R / min; P az egyenértékű terhelés, N; Dpw a menetátmérő, mm.
A katalógusban a paraméterértékek a következők: F0=2, F1=0,0003, ν=12mm2 / s, n=197r / min sebességnövelés előtt, 257r / min sebességnövelés után, DPW=836mm, a maximális gördülési erő az alkalmazás körülményei között körülbelül 1000 tonna, P=5 × 106n. A számítási eredményeket az 1. táblázat tartalmazza.
A fenti táblázatból látható, hogy amikor a fordulatszám 30,46%-kal növekszik, a csapágy M0 súrlódási nyomatéka üresjáratban 19,39%-kal nő, és a terhelés okozta M1 súrlódási nyomaték nem változik. A nagy terhelés miatt azonban az M1 a teljes súrlódási nyomaték nagy részét teszi ki, és a teljes súrlódási nyomaték csak 0,32%-kal nő. Nyilvánvaló, hogy a csapágy az alacsony fordulatszámú és nagy teherbírású állapothoz tartozik. Ebben az időben a terhelés a fő tényező, amely a csapágy súrlódási nyomatékát okozza, és a sebességváltozás kevés hatással van a csapágy teljes súrlódási távolságának változására.
1.2 a csapágy fűtőértékének változása
A csapágy fűtőértékének számítási képlete a következő:
Ahol q a fűtőérték, W. A súrlódási nyomatékot és a fordulatszámot helyettesítik a számításban, és az eredményeket a 2. táblázat tartalmazza.
A fenti számításból látható, hogy a csapágy teljes súrlódási nyomatéka 0,32%-kal nő, míg a csapágy fűtőértéke 30,87%-kal. A súrlódási nyomaték csekély változása miatt a fűtőérték (30,87%-kal nőtt) és a forgási sebesség (30,46%-kal nőtt) hozzávetőlegesen arányosan nő. Az eredmények azt is mutatják, hogy bár a csapágyfűtés különböző belső gördülő súrlódásokból származik, nem pontos megérteni, hogy csak a csapágy súrlódási nyomatékának csökkentésével lehet megoldani a csapágyfűtés problémáját. Ebben az esetben látható, hogy a csapágyfűtés elsősorban a terheléshez és a sebességhez kapcsolódik.
2. A hengermű csapágyainak optimalizálása
A fenti elemzésből látható, hogy a csapágy hőteljesítménye nagyobb mértékben nő, és intézkedéseket kell tenni a hő kiengedésére. A csapágy hőátadó módjai főleg a hővezetés, a hőkonvekció és a hősugárzás. A csapágyfűtési hatékonyság és a hőelvezetési hatékonyság kiszámítása nagyon bonyolult. A vonatkozó számítási egyenletekből látható, hogy a hőelvezetés hatékonyságát befolyásoló fő paraméterek az érintkezési feszültség, a csúszási sebesség, az olajréteggel kapcsolatos paraméterek és az érintkezési terület. Ezért annak érdekében, hogy a munkakörülmények megváltozása után megfeleljenek a működési követelményeknek, az optimalizálási terv a következő:
1) A csúszó rész csökkenti az érintkezési területet;
2) A csúszó rész hűtőolaj -körrel van ellátva;
3) Csökkentse az érintkezési felület érdességét és optimalizálja a feldolgozási textúrát;
4) Optimalizálja a csapágyolaj lyukat, növelje a számot és az átmérőt.
2.1. A csapágyazási kör méretének optimalizálása
A kör hőértéke csak a hőtermelési egyenletből állítható be. Ez az egyenlet nem a csapágy belső érintkezésén alapul. Látható, hogy a DPW csökkentése előnyös a súrlódási nyomaték csökkentésében. Különösen az M0 pozitív korrelációt mutat a pályakör átmérőjének harmadik hatványával, amely nagymértékben változik.
Ezenkívül súrlódási hő is keletkezik, amikor a gördülő elem a forgás során áthalad a kenőanyagon a csapágyüregben. A számítási egyenlet a következő:
Ebben a képletben a hrdrag a súrlódó fűtési sebesség; is m a görgő fordulatszáma, rad / S; FV a viszkózus vonóerő, N; Z a görgők száma; J a konverziós állandó nm / s -ból W -be. Látható, hogy a súrlódási hevítési sebesség egyenesen arányos a menetátmérővel és a görgő fordulatszámával. A belső üregű kenőanyag és a henger felmelegedési sebessége a sebességnövekedés után egyenes arányban növekszik, ami közvetve azt jelzi, hogy minél több kenőanyag, annál jobb.
Összefoglalva, a csapágy belső szerkezetét úgy optimalizáltuk, hogy csökkentse a csapágy pályájának körméretét. A menetátmérő szintén függ a csapágy terhelésétől és élettartamától, és a csökkentés korlátozott.
2.2 optimalizálja az érintkezést a gyűrűkarima és a gördülő elem között
A hengeres görgőscsapágy elsősorban a radiális terhelést viseli, és a gyűrűkarimától függően az axiális terhelést is viseli. Az érintkezési felületen a sebességkülönbség miatt csúszó súrlódás van a görgő végfelülete és a borda között. Ha a görgő mindkét végén eltérő a csúszás, annál nagyobb a súrlódási erő, a görgő még ferde is lesz a munkafolyamatban. A görgő végfelület és a gyűrűkarima geometriája jelentős hatást gyakorol a közöttük lévő csúszó súrlódásra és olajfilmképződésre. Általában úgy vélik, hogy a pontérintkezés súrlódási hatása a legjobb a felületi érintkezéshez képest. A görgő végfelülete és a borda közötti érintkezési állapot javítása érdekében a görgő végfelülete elfogadja a golyó alapfelületét, a gyűrűs borda pedig a ferde bordát. Elméleti számítással a hengergömb alapfelület közepe és a gyűrűs borda közötti érintkezési pont helyzetét szabályozzák a legjobb kenési állapot elérése érdekében. A számítás a következő.
A 2. ábrán h a borda magassága, H1 a borda magassága olajlyuk mérete nélkül, a a középpont, R a görgő végének íve, az érintkezési szög α és S a maximális tisztítás. A 2A
Ahol DW a görgő átmérője, mm. Ha a görgő átmérője és a borda magassága ismert, az R görgős felület értéke meghatározható az α szög meghatározásával. Az egyenlet által számított érintkezési pont valójában a karima középső pontja, beleértve az olajhorony méretét is, és a pontosabb számításnak ki kell zárnia az olajhorony méretét, a H1 pont középpontját. Ezért a következőképpen kell módosítani:
Erő a karimára:
Az egyenletes erő biztosítása érdekében a görgő végfelülete és a borda éle közötti érintkezési távolságnak 0 -nál nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie. Az acél acél pontérintkező összenyomódása a következő:
A képletben a η δ együttható a [4] táblázatban található; Σ ρ a fő görbületi összegfüggvény, és számítási egyenlete a következő:
A 2B. Ábra geometriai összefüggése szerint a maximális rés a következő:
δ legyen ≤ s. Az α és R értékeket az (5) ~ (10) egyenletből lehet kiszámítani, és a görgő FA axiális erejét egyszerűsíteni úgy, hogy a csapágy teljes tengelyirányú ereje egyenletesen oszlik el az egyes görgőkön. Valójában a tapasztalatok szerint az α általában 10' és 30' között van. Ha a csapágy üzemi állapota alacsony fordulatszám és nagy terhelés, akkor nagy elhajlási szöget kell figyelembe venni az olajfilm kialakításához. A síkérintkezőhöz képest az olajréteget könnyebb kialakítani a pontérintkező körül. A csúsztatási folyamat során az olajfólia elveheti a hőt. Meg kell jegyezni, hogy az algoritmus nem pontos, a pontosabb algoritmusnak az EHL vonatkozó elméletét kell használnia. A mérnöki gyakorlatban az algoritmus egyszerű és praktikus, és nagyjából ki tudja számítani az α szög értékét. Ezenkívül nehéz egy bizonyos fix értéket pontosan szabályozni 10'- 30' az aktuális megmunkálási pontosságban. Egy bizonyos tűréshatáron belül a fenti algoritmus helyesnek tekinthető.
2.3 optimalizálja a középső rögzítőgyűrű érintkezési felületét
Nagy érintkezési terület van a középső rögzítőgyűrű és a külső gyűrű és a görgő végfelülete között. A középső rögzítőgyűrű alsó fele ferde bordaként és olajbarázdaként van kialakítva. Csökkentheti a csúszási területet és növelheti a hűtőolaj útját.
2.4 optimalizálja a ketrec szerkezetét
A hegesztés utáni rögzítőt továbbra is használják. A csapágymunka során a támaszt a görgő vezetésére és központosítására használják, hogy megakadályozzák a görgő eltorzulását, így a rúd és a görgősrúd lyuka közötti érintkezési felület ütést és csúszó súrlódást okoz. Annak érdekében, hogy a forgási folyamat során javuljon az érintkezési állapot a tartófelület és a görgősrúd lyuk között, és csökkentse a közöttük lévő súrlódást, a görgősrúd lyuk finomra van dörzsölve, hogy javítsa a görgőscsap furatának felületi érdességét, és növelje a a görgő működésének stabilitása. Ez az intézkedés azt is megakadályozza, hogy a támasz és a görgő ne illeszkedjen jól, a görgő remeg vagy ferde lesz, így a görgő extra csúszósúrlódást okoz a versenypályán, és javítja a borda erejét és súrlódását.
Ugyanakkor hagyjon lejtőt a görgősrúd lyukának mindkét végén, vagy végezzen nagy letörést, ami csökkentheti a támasz és a görgőlyuk közötti érintkezési felületet, és csökkentheti a görgő nyírófeszültségét a rúdhoz; egyidejűleg ellenőrizze az alátéten lévő oszloplyuk átmérőjének tűrését, a két szomszédos oszloplyuk kerületi irányú távolságának tűrését és az oszlopfej hegesztési minőségét, hogy biztosítsa az összeszerelés pontosságát a görgőtől és a tartótól.
2.4 optimalizálja a pálya érdességét
A munkafelület érdessége nagy hatással van a kopásállóságra. Minél jobb a felület minősége, annál jobban elősegíti az olajfilm kialakulását, hogy csökkentse a súrlódási együtthatót, csökkentse a súrlódási hevítést és lassítsa a versenypálya felületének kopását. Nagy terhelés esetén a csapágy nagy sugárirányú terhelést visel, ami könnyen nagy érintkezési feszültséghez vezet a munkafelületen. Ha a munkafelület érdessége nem jó, akkor a hullámhegy és a vályú olyan, mint az éles sarokvágás és repedés, amelyek érzékenyek a feszültségkoncentrációra, és így befolyásolják az alkatrészek fáradási szilárdságát. Az eredmények azt mutatják, hogy az érdesség csúcsmagasság paramétere a legnyilvánvalóbb hatással van a nyomáseloszlásra és az olajréteg vastagságára. Az érdesség csúcsmagasságának növekedésével a nyomáscsúcsok száma és amplitúdója nő, miközben a minimális olajréteg vastagság csökken. Ha a hullámhossz kicsi, a csúcsmagasság kis változása az olajfilm maximális hőmérséklet -emelkedésének hirtelen növekedését okozza. Ha a hullámhossz nagy, az olajfilm maximális hőmérséklet -emelkedése nem érzékeny a csúcsmagasság változására. A kapcsolódó kutatásokból látható, hogy a felületi érdességnek az olajfilmképződésre és a hőmérséklet -emelkedésre gyakorolt hatása nagyon összetett.
Ebben az esetben a hüvely futópályája szuperfinom. Nem csak a felületi érdességet csökkenti, hanem jobb textúrát is kialakít, teljes mértékben javítja a versenypálya elasztoshidrodinamikai kenési jellemzőit, csökkenti a gördülő súrlódást és csökkenti a hőmérséklet emelkedését. A csúcsminőségű berendezések 1,6 m-es mágneses szuperfinírozó gépével a versenypálya érdessége elérheti az Ra0,2 értéket. Ugyanakkor a versenypálya szuper pontossága is domború profilt képezhet, ami jelentősen javíthatja a versenypálya érintkezési feszültségét.
3. Optimalizáló hatás
A fenti optimalizálási intézkedések révén az optimalizált csapágyat telepítették az acélgyárba próbahasználat céljából, és nyomon követték és rögzítették a csapágy üzemi állapotát. A 250r / perc maximális sebesség és a körülbelül 1000t maximális gördülési erő működési körülményei között eddig (5 hónapja használják) nincs csapágy túlmelegedési jelensége. Az optimalizált csapágy megfelel a működési feltételeknek a sebesség növelése után.
4. Következtetés
A sebesség növelése és a hatékonyság növelése a vas- és acélipar fejlesztési trendjévé vált a jövőben. A négysoros hengeres görgőscsapágy kialakítását szintén a hőmérséklet-emelkedés csökkentésének irányába kell fejleszteni. A megtett intézkedések egyrészt csökkentik az érintkezési felület gördülő csúszó súrlódását, másrészt pedig megvizsgálják a csapágy hőelvezetésének hatékony intézkedéseit. Jelenleg a csapágyfűtés és a hőelvezetés elmélete még alaposabb és szisztematikusabb kutatást igényel, és a vonatkozó elméletet aktívan át kell alakítani a gyakorlatba a mérnöki alkalmazásokban, különösen a csapágyfejlesztés és -tervezés szakaszában.
Csapágyak biztonsági tekercsekhez
Kérjük, ellenőrizze aTermék útmutatógépeihez megfelelő csapágyak kiválasztásához.
Email:sales@tedin-bearing.com