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Der ultimative Leitfaden für Walzwerkslager
Das typischste Lager unter den Walzwerklagern ist das Walzenlager. Rollenlager sind wichtige Komponenten, die dazu dienen, die Rollen zu stützen und ihre korrekte Position im Rahmen beizubehalten. Der Reibungskoeffizient des Lagers hängt vom Rollenergieverbrauch ab. Die Lebensdauer des Lagers hängt von der Auslastung des Walzwerks ab. Die Steifigkeit des Lagers hat Einfluss auf die Maßhaltigkeit der Walzprodukte. Daher erfordert die Stahlwalzenproduktion, dass Walzenlager einen kleinen Reibungskoeffizienten, eine ausreichende Festigkeit und eine gewisse Steifigkeit aufweisen. In modernen Walzwerken muss auch die Struktur der Walzenlager einen schnellen Walzenwechsel ermöglichen. Typisch vierreihige Zylinderrollenlager tragen radiale Lasten. Anlaufrolle bzw Druckkugellager und Radial-Schrägkugellager oder Radialrollenlager tragen axiale Lasten. Die meisten Walzwerkslager verwenden Öl-Luft-Schmierung oder Ölnebelschmierung und Fett für Schmierung und Kühlung.
Pendelrollenlager
Bei der Lagerkonfiguration des Walzwerks werden hauptsächlich zwei Sätze Pendelrollenlager verwendet, die nebeneinander auf demselben Walzenzapfen installiert sind. Diese Konfiguration entsprach grundsätzlich den damaligen Produktionsbedingungen und die Walzgeschwindigkeit konnte 600 U/min erreichen. Mit zunehmender Geschwindigkeit treten jedoch ihre Mängel deutlich hervor: kurze Lagerlebensdauer, hoher Verbrauch, geringe Präzision der Endprodukte, starker Verschleiß des Walzenzapfens, große axiale Bewegung der Walze usw.
Vierreihiges Zylinderrollenlager + Axiallager
Zylinderrollenlager Nehmen Sie einen festen Sitz zwischen dem Innendurchmesser und dem Walzenzapfen an, um der radialen Kraft standzuhalten. Sie bieten die Vorteile einer großen Tragfähigkeit, einer hohen Grenzgeschwindigkeit, einer hohen Präzision, trennbarer und austauschbarer Innen- und Außenringe, einer einfachen Verarbeitung, niedriger Produktionskosten sowie einer bequemen Installation und Demontage. ; Das Axiallager trägt die Axialkraft und der spezifische Bautyp kann entsprechend den Eigenschaften des Walzwerks ausgewählt werden.
Bei hoher Belastung und niedriger Drehzahl sind Axialrollenlager so ausgestattet, dass sie die Axiallast mit geringem Axialspiel aufnehmen können. Wenn die Rollgeschwindigkeit hoch ist und mit Schrägkugellagern ausgestattet ist, ist nicht nur die Grenzgeschwindigkeit hoch, sondern auch das Axialspiel kann während des Betriebs streng kontrolliert werden. Die Rollen sind in axialer Richtung straff geführt und halten allgemeinen axialen Belastungskräften stand. Diese Art der Lagerkonfiguration zeichnet sich nicht nur durch eine lange Lagerlebensdauer und hohe Zuverlässigkeit aus, sondern bietet auch viele Vorteile wie hohe Präzision der Walzprodukte und einfache Steuerung. Daher ist es derzeit das am weitesten verbreitete Material und wird hauptsächlich in Drahtwalzwerken, Plattenwalzwerken, Folienwalzwerken und Doppelstützwalzen verwendet. Stützrollen für Kaltwalzwerke und Warmwalzwerke etc.
Die Kegelrollenlager kann sowohl Radialkräfte als auch Axialkräfte aushalten. Da kein Drucklager erforderlich ist, ist der Hauptmotor kompakt. Der Innendurchmesser des Kegelrollenlagers und des Walzenzapfens passen locker, was die Montage und Demontage sehr erleichtert. Allerdings kann der lockere Sitz manchmal zu Gleitkriechen führen, weshalb der Innendurchmesser häufig mit einer spiralförmigen Ölnut bearbeitet wird. Dieser Konfigurationstyp wird immer noch häufig verwendet, beispielsweise bei den Arbeitswalzen von Quarto-Warmwalzwerken und Kaltwalzwerken, Stanzmaschinen, Stahlträgerwalzwerken usw.
Vierreihige Zylinderrollenlager und sechsreihige Zylinderrollenlager werden fast ausschließlich in Walzenzapfen, Trommeln und Walzenpressen von Walzgerüsten eingesetzt. Diese Lager weisen im Vergleich zu anderen Wälzlagern eine geringe Reibung auf. Da diese Lager typischerweise mit einer Presspassung auf dem Walzenzapfen montiert werden, eignen sie sich besonders für Walzwerksanwendungen mit hohen Walzgeschwindigkeiten. Der geringe Querschnitt dieser Lager ermöglicht den Einsatz relativ großer Walzenzapfendurchmesser im Vergleich zum Walzendurchmesser. Durch die große Anzahl der montierbaren Rollen ist die radiale Belastbarkeit sehr hoch.
Mehrreihige Zylinderrollenlager können nur radiale Belastungen aufnehmen. Daher werden diese Lager zusammen mit Rillenkugellagern oder Schrägkugellagern oder Kegelrollenlagern in Radial- oder Axialausführung montiert, die die axiale Last aufnehmen. Vierreihige und sechsreihige Kegelrollenlager sind getrennt aufgebaut, d. h. der Lagerring mit integriertem Flansch und die Rollen- und Käfigbaugruppe können getrennt vom separaten Lagerring eingebaut werden, oder alle Lagerkomponenten können getrennt eingebaut werden.
Dies vereinfacht die Lagermontage, Wartung und Inspektion erheblich. Das Lager kann einer axialen Verschiebung der Welle relativ zum Lagersitz bis zu einem gewissen Grad standhalten. Vierreihige Zylinderrollenlager haben eine zylindrische Bohrung, einige Lagergrößen sind auch mit kegeliger Bohrung erhältlich. Lager mit kegeliger Bohrung können beim Einbau angepasst werden, um eine bestimmte Radialluft oder eine definierte Vorspannung zu erhalten.
Schmierung von Walzwerklagern
Im Prinzip ist die Schmierung von Wälzlagern im Wesentlichen die gleiche wie die Schmierung anderer Wälzlager, mit der Ausnahme, dass die Arbeitsbedingungen von Wälzlagern relativ hart sind und ob ihre Arbeitsleistung effektiv ausgeübt werden kann, hängt in hohem Maße von der Schmierung ab die Lager. Zu den wichtigsten Schmiermethoden für Wälzlager zählen die Fettschmierung und die Ölschmierung.
(1) Das Fett der Fettschmierung hat auch eine abdichtende Wirkung. Die Dichtungsstruktur und die Schmiereinrichtungen sind einfach und das Nachfüllen von Fett ist bequem. Daher werden Walzenlager grundsätzlich mit Fett geschmiert, sofern die Arbeitsbedingungen dies zulassen. Ölschmierung hat eine starke Kühlwirkung und kann Schmutz und Feuchtigkeit aus dem Lager entfernen. Zu den Schmiermethoden für Wälzlager mit Ölschmierung zählen Druckölschmierung, Ölsprühschmierung, Ölnebelschmierung und Öl-Luft-Schmierung.
(2) Die Druckölversorgungsschmierung ist die effektivste Schmiermethode für Rollenlager bei normaler Geschwindigkeit. Bei der Öleinspritzschmierung wird Schmieröl durch eine auf einer Seite des Lagers installierte Öleinspritzdüse mit einem bestimmten Druck zur Schmierung in das Lagerinnere gesprüht. Es wird im Allgemeinen in Hochgeschwindigkeits-Wälzlagern oder in Situationen verwendet, in denen die Druckölversorgungsschmierung die Kühlanforderungen nicht erfüllen kann.
(3) Sprühschmierung besteht darin, trockene, ölhaltige Druckluft zur Schmierung in das Innere des Lagers zu sprühen. Die verwendete Ölmenge ist gering. Durch die Einwirkung der Luft ist die Kühlwirkung äußerst stark. Es wird hauptsächlich für Großwalzmaschinen mit hoher Walzgeschwindigkeit und hoher Walzpräzision eingesetzt. Wälzlager bzw. für Wälzlager, die nicht häufig im Lagergehäuse demontiert werden. Sowohl die Druckölversorgungsschmierung als auch die Öleinspritzschmierung erfordern die Installation von Öleinlass- und -auslassleitungen, Schmierpumpen, Ölreservoirs und manchmal auch Schmierölkühlern. Daher sind die Kosten relativ hoch und Rollenlager werden im Allgemeinen selten verwendet.
Gründe, die die Lebensdauer von Walzwerkslagern beeinflussen
Walzwerkslager sind wichtige Bestandteile des Walzwerks. Während des Betriebs des Walzwerks stützen die Lager die Walzen und nehmen die Walzkraft der Walzen auf, während sie gleichzeitig die korrekte Position der Walzen beibehalten. Ob die Qualität und Lebensdauer der Walzwerkslager zuverlässig sind, wirkt sich direkt auf die Zuverlässigkeit des Walzwerksbetriebs aus. Sex. Es gibt viele Faktoren, die die Lebensdauer von Walzwerkslagern beeinflussen. Eine Reihe interner und externer Faktoren wie Lagermaterial, Strukturdesign, Fertigungsgenauigkeit, Installation und Abdichtung, Schmierung und Kühlung wirken sich alle auf die Lebensdauer von Walzwerkslagern aus. Raue Arbeitsbedingungen sind die Hauptursache für frühzeitige Ausfälle von Walzwerkslagern. Im Allgemeinen umfassen die Arbeitsbedingungen von Lagern hauptsächlich Belastung und Verteilung, Schmierung, Abdichtung, Geschwindigkeitsübertragung, Betriebstemperatur, Wärmeableitungsbedingungen usw. sowie Lagerqualität und -verwendung. Wenn die Teile gleich sind, aber die Arbeitsbedingungen unterschiedlich sind, entsteht eine große Lücke in ihrer Lebensdauer.
Der Einfluss von Karbiden auf die Lagerlebensdauer
Nach dem Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur verändert sich die Struktur des Lagerstahls mit hohem Kohlenstoffgehalt in ungelöste Karbide, nadelförmigen Martensit und Restaustenit. Der Gehalt an ungelösten Karbiden, die Verteilung der Karbidmorphologie sowie die Größe des nadelförmigen Martensits und des Restaustenits beeinflussen die scheinbaren Eigenschaften des Lagers. Je geringer der Gehalt an ungelösten Karbiden im Wälzlagerstahl ist, desto höher ist die Härte des Wälzlagerstahls. Der Grund dafür ist, dass die Kohlenstoffkonzentration der Martensitmatrix umso geringer ist, je geringer der Gehalt an ungelösten Karbiden ist. wird zunehmen und die Härte wird höher sein.
Die geringe Menge an ungelösten Karbiden im abgeschreckten Lagerstahl trägt dazu bei, die Verschleißfestigkeit des Lagers zu verbessern und hilft außerdem, feinkörnigen Kryptomartensit zu erhalten, wodurch die Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit des Lagers verbessert werden. Karbonisierung Auch die Partikelgröße des Materials hat großen Einfluss auf die Lebensdauer des Lagers. Die Karbidpartikel des Wälzlagerstahls betragen weniger als 0.6 µm und seine Lebensdauer wird deutlich verbessert. Die Größe der Karbidpartikel von hochwertigem Wälzlagerstahl ist viel geringer als die von gewöhnlichem Wälzlagerstahl, und die Verteilung der Karbidpartikel ist ebenfalls gleichmäßig und erscheint nicht in einer Streifenverteilung; Die Netzwerkkarbidverteilung beeinflusst die Verbindung zwischen den Matrixkörnern und verringert dadurch die Ermüdungsfestigkeitsgrenze des Lagers. Wenn die Spannung zwischen den Lagern die Ermüdungsgrenze überschreitet, kommt es nach und nach zu Rissen und die Lagerlebensdauer verkürzt sich.
Die Eigenschaften der bainitischen Struktur erhöhen die Anteilsgrenze, Biegefestigkeit, Streckgrenze und Querschnittsschrumpfung von Kohlenstoff-Chrom-Lagerstahl, verbessern die Zähigkeit von Lagerstahl und verbessern die Fähigkeit des Lagers, Schlagkräften, Bruchkräften und Reibung standzuhalten. Es trägt auch zu einer guten Aufrechterhaltung der Lagerabmessungen bei.
Einfluss der Belastungsbedingungen auf die Lagerlebensdauer
Zu den in Walzwerken verwendeten Lagern gehören hauptsächlich die folgenden Typen: mehrreihige Zylinderrollenlager, vierreihige Kegelrollenlager und zweireihige Pendelrollenlager. Ohne die Qualität des Lagers selbst zu berücksichtigen, wird die Lebensdauer des unter Arbeitsbedingungen verwendeten Lagers hauptsächlich durch das Lager bestimmt. Wird durch die empfangene Last bestimmt.
Da die Walzkraft des Linienwalzwerks immer weiter zunimmt, können im Walzenzapfen nur noch mehrreihige Lager eingesetzt werden. Das Konzept der mehrreihigen Lagerkonstruktion besteht darin, mehrere Reihen von Wälzkörpern zu nutzen, um die Last gleichmäßig zu tragen und dadurch die Lagerkapazität zu erhöhen. Im tatsächlichen Einsatz des Walzwerks kann die Belastung der mehrreihigen Wälzkörper jedoch nicht völlig gleichmäßig sein und kann sogar große Abweichungen aufweisen. Zu den Hauptfaktoren, die die Abweichung verursachen, gehören die Abweichung von der Konstruktion und Herstellung des Lagers selbst, die Einbaugenauigkeit des Lagersitzes und der Verschleiß von Walzwerkskomponenten. Gleichzeitig wird die Lagerlastverteilung auch von der Walzkraft, der Axialkraft und der Walzenbiegekraft beeinflusst.
Dies führt unweigerlich dazu, dass sich die von jeder Reihe von Wälzkörpern getragene Last verformt, solange die äquivalente Last, die vom Lager als Ganzes getragen wird, unverändert bleibt, was schließlich zu einer exzentrischen Last führt. Sobald sich die exzentrische Belastung gebildet hat, wird sie sich bei fortgesetzter Verwendung weiter verstärken, bis eine bestimmte Reihe von Lasten, denen das Wälzelement standhält, die maximale Tragfähigkeit des Wälzelements übersteigt, was zu einem lokalen Überlastungsbruch führt.
Eine unausgeglichene Belastung ist eine Situation, die die Lebensdauer des Lagers erheblich beeinträchtigt. Zusätzlich zu der oben analysierten unausgeglichenen Lastverteilung jeder Rollenreihe kann es auch dazu führen, dass eine einzelne Rollenreihe kippt, was zu einer lokalen Konzentration der Spannung führt und zum Gleiten der Wälzkörper führt. Sobald sich die Wälzbedingungen ändern, kommt es zu Kontaktschlupf zwischen den Wälzkörpern des Lagers und den Innen- und Außenringen, wodurch sich das Lager erwärmt und beschädigt wird.
Der Einfluss der Schmierqualität auf die Lagerlebensdauer
Ohne Gewährleistung der Schmierqualität können Lager über einen langen Zeitraum zuverlässig eingesetzt werden. Walzwerkslager sind im Normalbetrieb in vielerlei Hinsicht Reibung ausgesetzt. Unter diesen ist der Belastungsbereich der Außenringlaufbahn der schwerwiegendste Teil der inneren Reibung. Während des Betriebs des Lagers entsteht auf jeden Fall ein radialer Ölspalt, und das Abrollen der Rollen erfolgt nur im Lastbereich. Auf diese Weise befindet sich der unbelastete Bereich in einem halb rollenden und halb gleitenden Zustand. Wenn die Walze aus dem unbelasteten Bereich in den Lastbereich gelangt, erhöht sich die Drehzahl plötzlich. Während des plötzlichen Anstiegs der Drehzahl reiben die Rolle und die Laufbahn heftig und tragen gleichzeitig auch die Stoßbelastung durch den Stahlwalzprozess.
In diesem Fall nimmt bei schlechter Schmierung des Lagers die Rauheit der Oberfläche der Teile weiter zu, was zu einem allmählichen Anstieg des Verschleißes führt. Auch der Druck auf die Oberfläche der Rolleneinheit nimmt zu. Gleichzeitig entsteht im Betrieb des Lagers Gleitreibung zwischen dem Laufwälzkörper und der Laufbahn, dem Laufwälzkörper und dem Käfig, dem Käfig und den Innen- und Außenringen, die mit zunehmender Belastung zunimmt erhöht sich. Das Vorhandensein von Gleitreibung führt zu einem relativen Kriechen zwischen den Lagerkomponenten. Um den durch das relative Kriechen der Lagerkomponenten verursachten Verschleiß zu verringern, ist es notwendig, eine gute Schmierung zwischen den Lagerkomponenten aufrechtzuerhalten. Der Schmierölfilm kann die Kontaktflächen zwischen Bauteilen gut isolieren und direkten Reibungskontakt zwischen Metall und Metall vermeiden. Gleichzeitig trägt eine gute Schmierung auch zur Wärmeableitung bei und kann die Übertragung von Reibungswärme im Betrieb reduzieren.
Aufgrund der rauen Betriebsumgebung von Walzwerkslagern steigt die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination der Lager während des Betriebs. Daher müssen die Lager gut abgedichtet sein, um eine Verunreinigung des Fettes zu vermeiden. Normalerweise sind die in Stahlwalzanlagen verwendeten Lager hauptsächlich durch Produktionskühlwasser und Eisenoxidablagerungen verunreinigt. Nachdem das Fett mit Wasser verunreinigt ist, verringert sich die Ermüdungsbeständigkeit des Lagermaterials und es kommt zu Rissen. Wenn das Fett durch Eisenoxidablagerungen verunreinigt ist, wird die Situation noch schlimmer. Die Eisenoxidablagerungen zerstören die Schmierbedingungen im Lager und es kommt zu Reibung und Partikelverschleiß auf der Lageroberfläche.
Bei Lagern, die durch Kühlwasser und Eisenoxidablagerungen verunreinigt sind, kommt es während des Gebrauchs zu einer weiteren Abnutzung der Ringe. Wenn die Verunreinigungen zunehmen, kommt es schließlich zu Rissen in den Ringen und zu Schäden an den Lagern. Daher kann eine ideale Lagerdichtung die Haltbarkeit des Lagers effektiv verbessern. Lebensdauer und verringert außerdem die Wahrscheinlichkeit eines plötzlichen Lagerschadens, der die Produktion beeinträchtigt.