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高速线材轧机轴承及其应用

作者: 发布时间:2015-09-22 浏览次数:1875

  我国冶金行业为满足建筑用钢材不断增加的需求,近年来分别从国外引进了几十条高速线材生产线,出料口速度从63~100m/s不等,年产量大都在60×104~100×104t之间。由于高线轧机工作的特殊性,对配用的轴承提出了更为严格的要求。本文就高速线材轧机轴承(以下简称高线轧机轴承)的工作特性、结构形式、设计要点及制造关键等作简单介绍。
  1 性能要求
  1.1 高的可靠性
  高速线材生产线最显著的特点就是轧机连续工作的高可靠性。由于高速线材生产线的单位产量高,要求在规定的点检周期内,作为轧机上关键元件的轴承比?#35805;?#36711;机轴承有更高的可靠性。如果因轴承出现故障将导致整条生产线停产,这是厂家不能容忍的。因此在设计、制造高线轧机轴承?#20445;?#24212;保证其在高速运转条件下连续工作的可靠性。
  1.2 耐磨损
  高线轧机轴承耐磨损度要强,能适应高速旋转的工作场合。例:某高速线材生产线,出口线速度63m/s,出口轧机轧辊的工作直径为330mm,则轴承的工作转速为3650r/min,在高转速、重载荷下长期运行,对轴承的耐磨损将是一个严峻的考验。这就要求所供轴承必须具备耐磨损的要求。
  1.3 长的疲劳寿命
  高线轧机轴承疲劳寿命要长。在正常情况下,国外提供的高线轧机轴承使用三年(因有?#35805;?#26102;间轧辊组件要卸机保养、整修,?#23548;?#24037;作时间为一年半),故用户要求国产轴承至少能使用二年。
  1.4 冲击韧性要好
  高线轧机轴承的冲击韧性要好,尤其是粗轧机使用的轴承,将连铸方坯轧制成棒料的过程中,冲击载荷很大。因此,高线轧机轴承在高转速、高冲击状态下工作不应发生破裂现象。
  综上所述,高线轧机轴承的工作特性就是能在高转速、高冲击状态下连续稳定可靠的工作,并具备较长的疲劳寿命。
  2 轴承结构形式
  高线轧机轴承有四?#24615;?#38181;滚子轴承和双?#24615;?#26609;滚子轴承两种。?#35805;?#24773;况下,粗、?#24615;?#26426;使用四?#24615;?#38181;滚子轴承,精轧机使用双?#24615;?#26609;滚子轴承,水平轧机和铅锤轧机使用同一型号的轴承。
  无论四?#24615;?#38181;滚子轴承,还是双?#24615;?#26609;滚子轴承,其基本本结构与传统的轧机轴承类?#30130;?#20294;各个零件的设计充分考虑了润滑与散热的问题,即在内圈、外圈、隔圈(对四?#24615;?#38181;滚子轴承而言)、保持架、滚子(对双?#24615;?#26609;滚子轴承而言)开有许多槽、孔等。这样,槽、孔形成的润滑、散热通道与轴承座、轧辊上的通道就组成了一个可靠的润滑与散热系?#24120;?#20877;加上良好的密封装置,?#27807;?#36724;承能在高速高压状态中稳定的运行。
  虽然各厂商所提供的高线轧机轴承的设?#21697;?#26684;不同,但都有一个共同点,即内圈壁厚相对同等规格的普通轴承要厚一点,外圈则相对薄一些。
  3 轴承设?#21697;?#27861;
  首先根据各条线上轴承的运转情况、使用寿命、失效状态及用户的要求,适当调整主参数,使设计达到比较满意的效果。
  其次,合理地确定技术条件,根据同类产品的实测结果,并考虑轴承的具体工作状态,提出合理的技术要求。
  4 高线轧机轴承的制造
  鉴于高线轧机工作的特殊性,在制造过程中主要做了两个方面的工作。第一是材料和热处理工艺的选择,第二是滚动表面的粗糙度控制。由于内圈壁较厚,外圈壁较薄,所以有的制造商在技术文件中规定,内圈用渗碳钢,外圈用高?#20960;醺种?#36896;。相应地,内圈采用渗碳工艺,外圈尽可能地采取等温淬回火工艺,使获得的金相组织为下贝氏体,这样处理后兼顾到了轴承的强度、耐磨性、冲击韧性及疲劳寿命等性能指标,使轴承满足前述的工作要求。另外,热处理硬度也根据粗、中、精轧机的不同情况有一些差别,即对粗轧机来说,速度相对低,而冲击载?#19978;?#23545;大,故轴承零件硬度偏低;对精轧机来说,速度相对高,而冲击载?#19978;?#23545;较小,故轴承零件的硬度高;?#24615;?#26426;用轴承的硬度则居中。
  经观察和测试分析,高线轧机轴承内外圈的滚道表面、挡边表面、滚子的滚动表面基?#32423;?#38754;等表面粗糙度值都比普通轧机轴承要小一些。为此,在工艺上采取措施,使上述表面粗糙度达到或接近国外产品的水平。
  5 轴承试用情况
  从1997年5月开始,已为我国3条高速线材生产线试制或批量制造9个型号的高线轧机轴承,绝大部?#36136;?#29992;情况良好,未发生运转故障而导致整条线停机的事件。其中,1997年5月为西南某高线首批试制的安装在铅锤轧机上的(铅锤轧机?#20154;?#24179;面轧机工作情况更为恶劣)?#24615;?#26426;轴承(四?#24615;?#38181;滚子轴承),除一套轴承在运行一段时间,正常卸机点检时发现外圈有破裂现象外,其余三套至2000年6月未发现磨损、疲劳、破裂等失效情况。
  6 建议
  进一步开发应用高线轧机轴承,使其性能稳定在一较高的水平,应从以下几个方面开展工作。
  (1)根据文献资料介绍,在试验、研究的基础上冶炼出性能优良的新型轧机轴承用钢,包括渗碳轴承钢和高?#20960;?#36724;承钢。
  (2)在分析、研究、比较同类产品的基础上,根据轴承使用情况确定主参数,做好产品设计。此外,对零件的结构变化,如槽孔的布置、隔圈的形状等也不可忽?#21360;?br/>  (3)开展工?#23637;?#20851;,?#24742;?#34917;材料性能相对欠佳和装备能力相对落后的?#36136;怠?#37325;点在热处理与磨削,保证有效渗碳层深度和硬度均匀性,高?#20960;醺种?#38646;件的冲击韧性及零件的形位公差和表面粗糙度在一定精度?#27573;?#20869;。
  (4)制定规?#26029;?#32454;的安装、调试、保养及点检?#24471;?#20070;;派技术人员?#25509;?#25143;中去,为现场技术人员和工人?#27493;?#36724;承使用的注意事项,解答现场人员提出的问题,搞好售后服务工作。用户需与轴承厂家搞好协作。

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