轧辊轴承介绍课件.pptx
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- 轧辊 轴承 介绍 课件
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1、轧辊轴承介绍内容 1 轧辊轴承的工作特点 2 轧辊轴承的类型与特点 3 非金属衬开式轴承 4 滚动轴承 5 液体摩檫轴承 1 轧辊轴承的工作特点 1、轧辊轴承的作用:是用来支承轧辊,并承受由轧辊传来的轧制力,同时保持轧辊在机架中正确位置。2、轧辊轴承应具有较小的摩擦系数,足够的强度和刚度,寿命长,便于换辊。3、轧辊轴承的负荷(工作)特点: 轧辊轴承是轧钢机工作机座中的重要部件。由于各类轧机的结构及工作条件差别很大,因而必须采用不同类型的轴承。和一般用途的轴承相比,轧辊轴承有以下特点: 承受很高的单位压力(p); 轧辊轴承所承受的单位压力要比普通轴承大25倍。这是因为轧机的轧制压力大,而其轴承受
2、外围尺寸的限制和在较短的辊颈内使用很大的许用应力所决定的。承受的热许值即Pv值大; Pv值比普通轴承大424倍;Pv值是代表能量消耗的指标,即反映轴承发热情况的数值,由于轧辊轴承的单位压力高,且辊颈圆周速度也较大,这就造成了Pv值很大。工作温度高; 轴承的工作温度在普通机械上只有几十度,最高到100 0C左右,而轧辊轴承的工作温度可达300 0C,甚至可达400 0C。为了使轧辊轴承温度不致升得过高,可在辊颈上浇水或用强力的循环油达到人工冷却。工作条件恶劣。 除了高负荷外,轧辊轴承在受到高温的同时用水冷却,因而温度很不稳定,而且污水、氧化铁皮和尘土等容易落入,润滑也较困难等。所以如何选择轧辊轴
3、承的型式和选择轴瓦材料是很重要的。 各种热轧机在轧制时,轧辊都要用水冷却(叠轧薄板轧机除外),且有氧化铁皮飞溅;冷轧机在轧制时要采用工艺润滑剂(乳化液或其它轧制油)来润滑、冷却轧辊与轧件,在多数情况下,它们是不能与轴承润滑剂相混的。因此,对轴承的密封提出了较高的要求。 2 轧辊轴承的类型与特点 轧辊轴承的主要类型是滚动轴承与滑动轴承。 轧辊上使用的滚动轴承主要是双列球面滚子轴承,四列圆锥滚子轴承及多列圆柱滚子轴承。滚针轴承仅在个别情况下用于工作辊。滚动轴承的刚性大,摩擦系数较小,但抗冲击性能差、外形尺寸较大。它们多用在各种板带轧机和钢坯连轧机上。 滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。半干摩擦滑动
4、轴承主要是开式酚醛夹布树脂轴承(夹布胶木轴承),它广泛用于各种型钢轧机、钢坯轧机及初轧机。在有的小型轧机上还使用铜瓦或尼龙轴承。叠轧薄板轧机采用铜瓦轴承,但由于轧辊温度高,故采用沥青作为轴承的润滑剂。 液体摩擦轴承有动压、静压和静一动压三种结构型式。它们的特点是摩擦系数小,工作速度高,刚性较好,使用这种轴承的轧机能轧出高精度的轧件。这种轴承广泛用在现代化的冷、热带钢连轧机支承辊及其它高速轧机上。 液体摩擦轴承的允许速度只受散热条件的限制,在适当冷却的条件下,当速度提高时,承载能力不是降低,而是提高。 目前,液体摩擦轴承已经在连轧机上成功地工作着,并且从实践中已证明,可以用在可逆式轧机上。一般地
5、说,对于经常启动和可逆的轧机,由于液体摩擦轴承负荷起动时摩擦力矩大,因此是不希望采用的。但在制造精确及启动很迅速的情况下,轴承很快进入液体摩擦区域,故有采用的可能。 动压轴承的制造精度要求高,成本贵,安装、维护要求严格。带金属轴瓦的滑动轴承:用于叠轧薄板轧机。带布胶轴瓦的滑动轴承:用于开坯、中厚板及型钢轧机。闭式(液体摩擦)轴承:用于四辊轧机。滚动轴承:用于钢板、钢坯、线材、钢管轧机。 课外作业: 1、轧辊轴承的工作特点是什么? 2、轧辊轴承的类型、特点及用途是什么? 3 非金属衬开式轴承 1 带非金属轴瓦的开式滑动轴承1、应用:除冷轧机、薄板轧机、部分线材轧机和钢管轧机以外的大部分轧机上。2
6、、制作:布胶轴瓦是一种用棉织品(棉布或帆布)先在合成树脂中浸透的棉布用高压压制成,其布层之间都充满了树脂,是一种多层状的塑料。 3、轴瓦主要是酚醛夹布树脂(胶木轴瓦)和塑料轴瓦。 4、优点:摩擦系数低,具有良好的耐磨性,因此寿命高,并可减少能耗; 胶木轴瓦比较薄(3040mm),故可采用较大的辊颈直径,这样有利于提高辊颈强度; 胶木轴瓦可用水润滑,不存在轴承密封问题; 胶木轴瓦质地较软,既耐冲击,又能吸收进入轴承的氧化铁皮等硬质颗粒,因而有利于保护辊颈表面质量。缺点: 强度低,耐热性和导热性差; 工作时需要大量的循环水进行强制冷却和润滑; 刚性差,弹性模量只有5001100MPa,因此受力后弹
7、性变形大。对轧件尺寸要求严格的轧机,不宜采用这种轴承瓦。 5、配置: 径向衬瓦(轴瓦) 轴向衬瓦(端衬瓦) 目前应用最广的整压成型的圆柱形衬瓦。为了提高耐磨性能,组合式衬瓦应使其分层方向与辊颈表面垂直布置。6、整块式布胶轴瓦的主要尺寸 布胶轴瓦的长度l决定于辊颈长度; 轴承轴瓦的包角还与轴瓦承受的水平分力的大小有关系。一般在10001400范围内。 轴瓦厚度h h一般取2540mm 。7、端衬瓦(止推轴瓦) 辊颈直径 600mm 时,用整块的; 辊颈直径 600mm 时,用三块拼合式。8、衬瓦在轴承中的装配 主轴瓦装在受轧制力方向; 中辊轴瓦装在辊颈上、下两边; 上辊轴承在辊颈下装辅助瓦(托瓦
8、),以便在轧辊空载时承受轧辊重量。 非金属衬开式轴承是半干摩擦滑动轴承的主要形式,而酚醛夹布树脂(夹布胶木)是非金属轴承衬的理想材料。它的特点是: 1) 抗压强度较大,顺纤维方向为100150MPa,垂直纤维方向可达230245MPa; 2) 摩擦系数比金属衬瓦低1020倍; 3) 有良好的耐磨性,使用寿命较长; 4) 胶木衬瓦较薄(3040mm),故可以采用较大的辊颈尺寸,有利于提高轧辊强度; 5) 可用水做润滑剂,不存在轴承密封的问题; 6) 能承受冲击载荷。 胶木衬瓦的缺点是它的耐热性和导热能力差(导热系数比金属衬瓦约低90倍),工作时需要大量的循环水进行强制冷却。另外,它的刚性差,弹性
9、模数只有5001100MPa,受力后弹性变形较大。因此,在轧件尺寸要求严格的轧机(精轧机座)上,不宜使用这种轴承。 胶木轴瓦冷却与润滑用水的水量,可按下面经验公式大致确定405PdunQ 3-39 式中 Q 一个轴瓦的耗水量,kgh; P 作用在轴承上的力,N; d 轧辊辊颈直径,cm; u 摩擦系数,u = 0.030.06; n 轧辊转数,rmin。 为改善轴瓦的工作状况,在更换轧辊时或停车以后,可向轴瓦内注入适量干油。对可逆式轧机,周期性地注入少量干油,可以减小轧机的启动力矩。 钢轧辊辊颈如果表面淬火,可显著延长轴瓦寿命。 轴瓦的结构形状有半圆柱形(图3-20c)、长方形(图3-20h)
10、及组合式(图3-20a)几种。半圆柱形轴瓦用料最省,但在轴承盒中需要有切向固定。长方形的切向固定性较好,但用料较多。由三块胶木组成的组合式轴瓦比较省料。目前应用最多的是整体压制半圆柱形的轴瓦,其优点是省料,制造方便,安装后不需要另行镗孔。 整体压制轴瓦的主要尺寸是它的长度l,包角a和厚度h(图3-21)。 l决定于辊颈长度,包角a一般在10001400范围内。当l确定后,增加a,可减小轴瓦的单位压力。但当a增加到1200以上时,对减小单位压力的作用将减弱,而且在大载荷下,过分增加包角a,会发生抱轴现象。轴瓦的厚度h对轴承的刚度,导热性与寿命有很大影响。h愈大,则刚度愈小,导热性也愈差,而且还会
11、增加轴承的径向尺寸。但厚度过小,会降低使用寿命。一般轴瓦厚度可根据辊颈直径选取。 辊颈直径d/mm轴瓦厚度h/mm15023025235340303454403545068040 采用拼合轴瓦时,应使其层纹方向与辊颈表面垂直,以提高轴瓦的使用寿命。 轧辊的轴向力由支靠在辊身端面上的端瓦(止推轴衬)承担,端瓦有两种型式(图3-22),辊颈直径小于600mm时,用整块的;辊颈直径大于600850mm时,用三块拼合的。根据轧辊尺寸,端瓦厚度可在2560mm内选择。 径向轴瓦的最小许用厚度为57mm,端瓦则为1015mm(不包括嵌入轴承盒或轴承座凹槽中的那部分)。径向轴瓦和端瓦在辊颈上的配置应保证充分
12、利用它们的有效厚度。 非金属衬轴承除胶木轴承外,在小型轧机上还可使用铜瓦或尼龙轴衬。某厂600三机架冷连轧机的工作辊,采用尼龙衬套轴承并直接用轧制工艺润滑剂来冷却和润滑轴承,取得了很好的效果。这种方式省去了轴承的密封装置,不仅简化了轴承部件的结构,而且更换工作辊很方便。根据在该轧机上的使用经验,轴承间隙应比普通滑动轴承间隙大0.03mm,以防止因热膨胀后间隙减小,致使辊颈得不到充分的润滑。 2 带金属轴瓦的开式滑动轴承 这种轴承采用金属轴瓦的主要材料是青铜,由于轧辊温度高,故采用沥青作为轴承的润滑剂。因为摩擦系数较高,不耐用,又要消耗稀缺贵重有色金属,所以目前仅用于热作业式叠轧薄板上(其辊颈温
13、度约3000C左右)。为节省青铜,其代用材料有石墨化钢、耐热铸铁等。 金属轴瓦的润滑,在热作业式轧机上主要是使用处理过的无毒石油沥青润滑。在冷作业式轧机轧辊轴承上(温度在30800C之间),可采用合适的稀油或干油润滑。 滚动轴承的特点决定了它在轧机上的使用方式。由于轧辊轴承要在径向尺寸受到限制的条件下承受很大的轧制力,所以在轧机上使用的滚动轴承多采用多列滚子轴承。这种轴承有较小的径向尺寸和良好的抗冲击性能。主要有双列球面滚柱轴承,四列圆锥滚柱轴承和多列圆柱滚子轴承。前两种可同时承受径向力和轴向力;第三种虽要附加轴向止推轴承,但它的径向尺寸小,承载能力大,允许转速高,因而,近年来在高速、重载轧机
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