Подшипники прокатных валков

Категория:
Эксплуатация транспортного оборудования цехов


Подшипники прокатных валков

Подшипники прокатных валков являются ответственными узлами рабочей клети. От конструкции подшипникови правильной их эксплуатации зависит бесперебойная работа прокатного стана. Эти подшипники работают в очень тяжелых условиях, которые характеризуются высокими удельными нагрузками, в 4-10 раз превышающими нагрузку подшипниковых узлов тех же габаритов, установленных на машинах общего назначения; высокой температурой (до 300°С и более) и ограничительными габаритами (поэтому эти подшипники по внешенму виду значительно отличаются от подшипников других машин).

Подшипники прокатных станов можно разделить на две группы: скольжения и качения. Подшипники скольжения конструктивно выполняют двух видов: открытыми и закрытыми; подшипники качения применяют роликовые с коническими и реже со сферическими цилиндрическими роликами.

К подшипникам всех типов предъявляются жесткие требования по обеспечению Длительного срока службы узлов трения при снижении расхода смазочных материалов и электроэнергии и получению профиля проката высокой точности.

Правильная эксплуатация подшипников прокатных валков включает вопросы, из которых основными являются следующие: контроль состояния подшипниковых узлов и подготовка их к монтажу, монтаж и демонтаж подшипниковых узлов, уход и надзор за подшипниками во время работы, ремонт подшипников, хранение и учет подшипников.

Подшипники скольжении открытого типа

На станах горячей прокатки наибольшее распространение получили подшипники скольжения с текстолитовыми вкладышами. Подшипники этого типа стали применять около 60 лет назад, когда практически было обосновано, что текстолитовые вкладыши при обильной смазке водой выдерживают высокие удельные давления и могут вполне заменить дефицитные вкладыши из цветных металлов. Подшипники скольжения с бронзовыми и латунными вкладышами (ЛАМЖц 66-6-3-2), а также из графитизированной стали и чугуна малосовершенны, характеризуются высоким коэффициентом трения и малым сроком службы. Они устанавливаются на старых станах поштучной тонколистовой прокатки, шейки валков которых разогреваются до 300 — 400 °С.

Металлические вкладыши устанавливаются в подушках только с одной стороны, в направлении которой действует усилие на подшипники. Неметаллические вкладыши применяют в подшипниках валков блюмингов, слябингов, толстолистовых, среднелистовых, рель-собалочных и сортовых станов. Наиболее распространенными материалами являются (кроме упоминавшегося текстолита) лигнофаль, лингостон и др. Подшипники, изготовленные из текстолита, лигнофоля и др., обладают низкой теплопроводностью, поэтому в процессе работы их необходимо интенсивно охлаждать, чтобы они работали при температуре не выше 60—80°С, так как при более высокой температуре начинается их интенсивное разбухание, а в дальнейшем и обугливание. В качестве смазывающей и охлаждающей жидкости используют воду или водную эмульсию.

Подшипники из текстолита характеризуются чрезвычайно малым коэффициентом трения (в 10—12 раз меньше, чем бронзовые), при больших скоростях вращения он почти равен коэффициенту трения роликовых подшипников качения. Для сравнения приведем следующие цифры: коэффициент трения бронзовых подшипников равен 0,06—0,1, роликовых 0,002 – 0,005; текстолитовых 0,004-0,006.

Подушки с цельнопрессованными текстолитовыми вкладышами, установленные на блюминге 1300 конструкции УЗТМ, показаны на рис. 2.9. Текстолитовые вкладыши закреплены в кассете планками и болтами. С наружной стороны вкладыши закрепляют металлическим кольцом. Текстолитовые фланцы, соприкасающиеся с валком по частям шейки, изготовляют отдельно и закрепляют в специальных расточках кассеты со стороны бочки валка. Осевую регулировку валков и поджатие текстолитовых фланцев к торцу бочки валка осуществляют с помощью затяжки болтов. Подвеска с помощью текстолитовых вкладышей поддерживает верхний валок при холостом ходе стана. У подушки нижнего валка предусмотрена крышка/с небольшими текстолитовыми вкладышами.

Сменные прокладки служат для сохранения линии прокатки на одном уровне после переточки по отношению к роликам рольганга.

Рис. 1. Расположение металлических вкладышей у подшипников тонколистовых станов поштучной прокатки листов

Рис. 2. Подшипники с текстолитовыми вкладышами для валков блюминга

С помощью проушин правая нижняя подушка соединена с левой и присоединена к механизму для вытаскивания комплекта валков. Верхняя подушка при смене валков остается подвешенной к пяте нажимного винта, а верхний валок со своей нижней подвеской 5 будет лежать на нижнем валке.

Подшипники скольжения закрытого типа

Подшипники скольжения закрытого типа или иначе жидкостного трения (ПЖТ) получили широкое распространение. Принцип работы их заключается в том, что при всех условиях работы (малые скорости вращения шейки валка в подшипнике, большие усилия) между телом шейки и материалом подшипников всегда сохраняется маслянная пленка, благодаря чему шейка валка как бы плавает в масляном слое подшипника. Это состояние жидкостного трения обеспечивается герметичностью конструкции подшипникового узла с весьма тщательно обработанными (до зеркального блеска) поверностями трущихся деталей.

Рис. 3. Виды трения скольжения:
а — сухое; б — идеальное жидкостное; в — действительное жидкостное; г — граничное; д — гидродинамическое жидкостное трение в подшипниках с вращающейся цапфой

Трение возникает при взаимном перемещении соприкасающихся тел в месте контакта и вызывает износ трущихся поверхностей. Различают три основных вида трения скольжения: сухое, жидкостное и граничное (полусухое). Сухое трение (рис. 2.10, а) возникает при зацеплении неровностей трущихся поверхностей при отсутствии смазки. При сухом трении наблюдается большой износ трущихся поверхностей. На основании многочисленных экспериментов установлено, что при сухом трении ц= 0,2 -0,4 (коэффициент трения). Трение этого вида недопустимо в подшипниках.

Жидкостное трение возникает тогда, когда трущиеся поверхности полностью разделены слоем смазки. Поверхности тщательно обрабатываются, смазка прилипает к ним и скорость перемещения ее горизонтальных слоев будет переменной по толщине слоя смазки: наибольшая — у движущейся поверхности и равна нулю у неподвижной поверхности.

В реальных условиях, даже при самой тщательной обработке поверхностей, чтобы обеспечить жидкостное трение, толщина слоя смазки должна быть больше суммарной высоты шероховатостей трущихся поверхностей.

Граничное трение возникает тогда, когда шероховатости трущихся поверхностей контактируют в некоторых точках. Если число точек незначительно, то такое трение называют полужидкостным, если их много, а толщина слоя смазки незначительна, то возникает полусухое трение.

Типы и конструкция ПЖТ

Подшипник состоит из двух основных частей:
1. Сменной втулки-цапфы, насаженной (на шпонке) на коническую шейку валка и вращающейся вместе с ним. Наружный диаметр цапфы является номинальным диаметром подшипника. Согласно ГОСТ 999—70 предусмотрено изготовление подшипников диаметром 0,14— 1-18 м при Ш = 0,6 и 0,75;
2. Втулки-вкладыша с заливкой слоя (центробежным способом) толщиной 3—5 мм из высокооловянистого баббита марки Б83. Номинальный внутренний диаметр втулки dB = dn + 26, где 5 — радиальный зазор (принимают 5 = 100-^200 мкм).

Шейки валков изготавливают коническими для того, чтобы можно было легко снять подшипники, кроме того, коническая шейка в сечении около бочки прочнее цилиндрической, так как ее диаметр больше.

В качестве смазки для большинства тяжелонагруженных подшипников прокатных станов применяют хорошо очищенное вязкое масло П-28 (брайт-сток). Масляная пленка выдерживает давление до 25 МПа.

ПЖТ имеют свою отдельную масляную систему. Масло из резервуара засасывается шестеренчатым насосом, подается в фильтр, проходит через охладитель и при давлении 1 МПа подается в подшипник. Электродвигатели насосов сблокированы с регулятором давления; если давление в сети недостаточно, то автоматически включается в работу дополнительный насос. Если же совместная работа нососов не обеспечивает необходимого давления масла в системе смазки ПЖТ, то система блокировок останавливает главные двигатели рабочих клетей.

Рис. 4. Подшипник жидкостного трения конструкции ЭЗТМ диаметром 450-1320 мм:
1 — втулка-вкладыш; 2 — втулка-цапфа; 3 — кольцо-насадка; 4 — узел задней крышки с манжетным и торцевым текстолитовым уплотнениями; 5 — упорный узел с роликовым коническим подшипником; 6 — стакан; 7 — крышка; 8 — фиксирующая гайка; 9 — кольцо; 10 — разъемные полукольца; 11 – крышка-кожух; 12 – передняя насадка; 13 – узел передней крышки; 14 – втулка; 15 — шпонка-фиксатор; 16 — шпонка

Подшипники жидкостного трения бывают двух типов — горизонтальные и вертикальные. Для восприятия возможных осевых усилий они имеют на концах шеек радиально-упорные шариковые или роликовые подшипники. Подшипник полностью герметизирован уплотнителями с передней и задней сторон. В крупных ПЖТ двухрядный конический роликоподшипник внутренним кольцом установлен на втулке, опирающейся высоким фланцем в торец втулки-вкладыша с баббитовой заливкой; по наружным кольцам роликоподшипник установлен в специальном стакане, передающем осевые усилия на переднюю крышку, зафиксированную в окне станины упорными планками.

По принципу нагнетания смазки подшипники делятся на гидродинамические и гидростатодинамические. Гидродинамические ПЖТ обеспечивают масляный клин при высоких скоростях вращения. При переходных же режимах (при пуске, реверсе, при заправочной скорости, под полным усилием на валки) масляный клин выдавливается, увеличивается коэффициент трения, ухудшаются условия эксплуатации.

При изменении скорости вращения валков изменяется толщина масляного клина в подшипниках, что отражается, в свою очередь, на толщине прокатываемой полосы.

Гидростатодинамические ПЖТ — это подшипники комбинированного типа. Смазка подается в подшипник под высоким давлением только в период переходных режимов работы. При установившемся режиме работы стана высокое давление смазки автоматически отключается, так как жидкостное трение обеспечивается масляным гидродинамическим клином при подаче смазки под обычным давлением.

Подшипники качения валков прокатных станов

Подшипники качения нашли применение в тонколистовых двухвалковых станах, сортовых и заготовочных станах. Широко применяются они и в станах кварто горячей и холодной прокатки. Для валков этих станов применяются исключительно роликовые подшипники с коническими роликами (двух- и четырехрядные), которые по сравнению с ПЖТ хорошо самоустанавливаются и способны выдерживать большие осевые нагрузки.

Диаметр подшипников качения может составить более 1 м, а масса более 3 т, их изготовляют по специальным заказам. Для облегчения монтажа и демонтажа подшипников и повышения прочности шеек рабочих валков четырехвалковых станов в последние годы стали применять роликовые конические подшипники с внутренними коническими отверстиями.

Подшипники качения применяются при высоких скоростях прокатки (30 — 40 м/с) и имеют существенное преимущество перед ПЖТ, у которых с изменением скорости прокатки меняется толщина масляного клина, что отрицательно влияет на точность размеров проката. Точно изготовленные (прецизионные) подшипники с цилиндрическими роликами не имеют этого недостатка, поэтому в последние годы они устанавливаются не только на рабочих, но и опорных валках (вместо ПЖТ).

Рис. 5. Установка рабочего валка с конической шейкой четырехвалкового стана 2000 на роликовых конических подшипниках

Для смазки подшипников используют масло минеральное П-28, цилиндровое 24, ИП-50, автотракторное АК-10, турбинное УТ.

Наиболее распространенными являются густые смазки ИП-1, УНИОЛ, металлургическая, которые подаются к узлам трения автоматическими централизованными станциями.

С целью улучшения условий эксплуатации подшипников качения смазка должна быть жидкой, рациональной является также смазка масляным туманом.

Масляный туман образуется путем эффективного распыления масла сжатым воздухом. Экономическая эффективность применения системы смазки масляным туманом основана на значительной экономии смазочных материалов, повышении срока службы подшипников качения, повышении качества проката, снижении трудоемкости обслуживания подшипниковых узлов и повышения культуры производства. По данным эксплуатации дрессировочного стана 1700 годовой расход смазки ИП-1 на один подшипник составлял 3000 кг, а при смазке маслянным туманом—200 кг, т.е. в 15 раз меньше. Масляный туман применяется также для смазки шарниров универсальных шпинделей, винтовых пар нажимных винтов и т.п.

Следует, однако, помнить, что смазка масляным туманом малоэффективна, а в некоторых случаях и вовсе непригодна там, где имеются высокие скорости вращения и большие нагрузки, вызывающие большие тепловыделения в узлах трения.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум