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La guida definitiva ai cuscinetti dei laminatoi
Il cuscinetto più tipico tra i cuscinetti dei laminatoi è il cuscinetto a rulli. I cuscinetti a rulli sono componenti importanti utilizzati per supportare i rulli e mantenere la loro posizione corretta nel telaio. Il coefficiente di attrito del cuscinetto è legato al consumo di energia di rotolamento; la durata del cuscinetto è correlata al tasso di utilizzo del laminatoio; la rigidità del cuscinetto ha un impatto sulla precisione dimensionale dei prodotti laminati. Pertanto, la produzione di laminazione dell'acciaio richiede che i cuscinetti abbiano un basso coefficiente di attrito, una resistenza sufficiente e una certa rigidità. Nei moderni laminatoi, la struttura dei cuscinetti dei rulli deve anche facilitare le operazioni di cambio rapido dei rulli. Tipico cuscinetti a quattro corone di rulli cilindrici sopportare carichi radiali. Rullo di spinta o cuscinetti assiali a sfere e i cuscinetti radiali a sfere a contatto obliquo o a rulli radiali sopportano il carico assiale. La maggior parte dei cuscinetti dei laminatoi utilizza la lubrificazione olio-aria o la lubrificazione con nebbia d'olio e grasso lubrificazione e raffreddamento.
Cuscinetti orientabili a rulli
La configurazione dei cuscinetti del laminatoio utilizza principalmente due serie di cuscinetti orientabili a rulli installati affiancati sullo stesso collo del cilindro. Questa configurazione soddisfaceva sostanzialmente le condizioni di produzione dell'epoca e la velocità di laminazione poteva raggiungere i 600 giri al minuto. Tuttavia, con l'aumentare della velocità, i suoi difetti diventano evidenti: breve durata dei cuscinetti, elevato consumo, bassa precisione dei prodotti finiti, grave usura del collo del cilindro, ampio movimento assiale del cilindro, ecc.
Cuscinetto a rulli cilindrici a quattro corone + cuscinetto reggispinta
Cuscinetti a rulli cilindrici adottare un accoppiamento stretto tra il diametro interno e il collo del cilindro per resistere alla forza radiale. Presentano i vantaggi di grande capacità di carico, velocità limite elevata, alta precisione, anelli interni ed esterni separabili e intercambiabili, facilità di lavorazione, bassi costi di produzione e installazione e smontaggio convenienti. ; Il cuscinetto reggispinta sopporta la forza assiale e il tipo strutturale specifico può essere selezionato in base alle caratteristiche del laminatoio.
In condizioni di carico pesante e a bassa velocità, i cuscinetti a rulli reggispinta sono attrezzati per sopportare il carico reggispinta con un gioco assiale ridotto. Quando la velocità di rotolamento è elevata, dotata di cuscinetti a sfere a contatto obliquo, non solo la velocità limite è elevata, ma il gioco assiale può essere rigorosamente controllato durante il funzionamento. I rulli sono guidati saldamente in direzione assiale e possono sopportare forze di carico assiali generali. Questo tipo di configurazione dei cuscinetti non solo garantisce una lunga durata e un'elevata affidabilità, ma presenta anche numerosi vantaggi, come l'elevata precisione dei prodotti laminati e un facile controllo. Pertanto, è attualmente il più utilizzato ed è utilizzato principalmente nei laminatoi per vergella, nei laminatoi per piastre, nei laminatoi per fogli e nei rulli a doppio supporto. Rulli di supporto per laminatoi a freddo e a caldo, ecc.
cuscinetto a rulli conici può sopportare sia la forza radiale che la forza assiale. Non è necessario configurare un cuscinetto reggispinta, quindi il motore principale è compatto. Il diametro interno del cuscinetto a rulli conici e il collo del cilindro adottano un adattamento ampio, molto comodo da installare e smontare. Tuttavia, a volte l'accoppiamento libero può causare scorrimento, quindi il diametro interno è spesso lavorato con una scanalatura per l'olio a spirale. Questo tipo di configurazione è ancora ampiamente utilizzato, come i cilindri di lavoro di laminatoi a caldo e a freddo, macchine tranciatrici, laminatoi per travi in acciaio, ecc.
I cuscinetti a rulli cilindrici a quattro corone e i cuscinetti a rulli cilindrici a sei corone vengono utilizzati quasi esclusivamente nei colli dei cilindri, nei tamburi e nelle presse di laminazione delle gabbie di laminazione. Questi cuscinetti hanno un basso attrito rispetto ad altri cuscinetti a rulli. Poiché questi cuscinetti sono generalmente montati con interferenza sul collo del cilindro, sono particolarmente adatti per applicazioni nei laminatoi in cui le velocità di laminazione sono elevate. La sezione ridotta di questi cuscinetti consente l'utilizzo di diametri del collo del cilindro relativamente grandi rispetto al diametro del cilindro. A causa dell'elevato numero di rulli installabili, la capacità di carico radiale è molto elevata.
I cuscinetti a rulli cilindrici a più corone possono sopportare solo carichi radiali. Pertanto, questi cuscinetti sono montati insieme a cuscinetti a sfere con gola profonda o cuscinetti a sfere a contatto obliquo, oppure cuscinetti a rulli conici con esecuzione radiale o assiale, che sopportano il carico assiale. I cuscinetti a rulli conici a quattro e sei file hanno un design separato, ovvero l'anello del cuscinetto con flangia integrata e il gruppo rulli e gabbia possono essere installati separatamente dall'anello del cuscinetto separato oppure tutti i componenti del cuscinetto possono essere installati separatamente.
Ciò semplifica notevolmente l’installazione, la manutenzione e l’ispezione dei cuscinetti. Il cuscinetto può sopportare un certo limite di spostamento assiale dell'albero rispetto alla sede del cuscinetto. I cuscinetti a rulli cilindrici a quattro corone hanno un foro cilindrico e alcune dimensioni di cuscinetti sono disponibili anche con foro conico. I cuscinetti con foro conico possono essere regolati durante l'installazione per ottenere un determinato gioco interno radiale o un precarico definito.
Lubrificazione dei cuscinetti dei laminatoi
In linea di principio, la lubrificazione dei cuscinetti a rulli è fondamentalmente la stessa della lubrificazione di altri cuscinetti a rulli, tranne per il fatto che le condizioni di lavoro dei cuscinetti a rulli sono relativamente dure e se le loro prestazioni di lavoro possono essere esercitate efficacemente dipende in larga misura dalla lubrificazione di i cuscinetti. I principali metodi di lubrificazione utilizzati nei cuscinetti a rulli comprendono la lubrificazione a grasso e la lubrificazione ad olio.
(1) Il grasso della lubrificazione a grasso ha anche un effetto sigillante. La struttura di tenuta e le strutture di lubrificazione sono semplici ed è conveniente ricostituire il grasso. Pertanto, finché le condizioni di lavoro lo consentono, i cuscinetti a rulli vengono generalmente lubrificati con grasso. La lubrificazione ad olio ha un forte effetto refrigerante e può rimuovere sporco e umidità dal cuscinetto. I metodi di lubrificazione per i cuscinetti a rulli che utilizzano la lubrificazione ad olio comprendono la lubrificazione con olio sotto pressione, la lubrificazione a spruzzo d'olio, la lubrificazione con nebbia d'olio e la lubrificazione olio-aria.
(2) La lubrificazione con olio in pressione è il metodo di lubrificazione più efficace per i cuscinetti a rulli a velocità normale. La lubrificazione ad iniezione d'olio consiste nello spruzzare olio lubrificante all'interno del cuscinetto attraverso un ugello di iniezione d'olio installato su un lato del cuscinetto ad una determinata pressione per la lubrificazione. Viene generalmente utilizzato nei cuscinetti a rulli ad alta velocità o in situazioni in cui la lubrificazione con olio in pressione non può soddisfare i requisiti di raffreddamento.
(3) Lubrificazione a spruzzo consiste nello spruzzare aria compressa secca contenente nebbia d'olio all'interno del cuscinetto per la lubrificazione. La quantità di olio utilizzata è piccola. A causa dell'azione dell'aria, l'effetto di raffreddamento è estremamente forte. Viene utilizzato principalmente per macchine di laminazione di grandi dimensioni con elevata velocità di laminazione ed elevata precisione di laminazione. Cuscinetti a rulli o per cuscinetti a rulli che non vengono smontati frequentemente nell'alloggiamento del cuscinetto. Sia la lubrificazione con alimentazione di olio in pressione che la lubrificazione con iniezione di olio richiedono l'installazione di tubi di ingresso e uscita dell'olio, pompe di lubrificazione, serbatoi di olio e talvolta radiatori dell'olio lubrificante. Pertanto, il costo è relativamente elevato e generalmente i cuscinetti a rulli vengono utilizzati raramente.
Motivi che influiscono sulla durata dei cuscinetti dei laminatoi
I cuscinetti del laminatoio sono componenti importanti del laminatoio. Durante il funzionamento del laminatoio, i cuscinetti supportano i rulli e sopportano la forza di laminazione dei rulli mantenendo la posizione corretta dei rulli. L'affidabilità della qualità e della durata dei cuscinetti del laminatoio influisce direttamente sull'affidabilità del funzionamento del laminatoio. sesso. Sono molti i fattori che influenzano la durata di esercizio dei cuscinetti dei laminatoi. Una serie di fattori interni ed esterni come il materiale dei cuscinetti, la progettazione strutturale, l'accuratezza della produzione, l'installazione e la tenuta, la lubrificazione e il raffreddamento avranno tutti un impatto sulla durata di esercizio dei cuscinetti dei laminatoi. Le dure condizioni di lavoro sono la causa principale dei guasti precoci dei cuscinetti dei laminatoi. In generale, le condizioni di lavoro dei cuscinetti comprendono principalmente carico e distribuzione, lubrificazione, tenuta, trasmissione della velocità, temperatura operativa, condizioni di dissipazione del calore, ecc., qualità e utilizzo dei cuscinetti. Se le parti sono le stesse, ma le condizioni di lavoro sono diverse, ci sarà un grande divario nella loro durata utile.
L'influenza dei carburi sulla durata dei cuscinetti
Dopo l'estinzione e il rinvenimento a bassa temperatura, la struttura dell'acciaio per cuscinetti ad alto contenuto di carbonio si trasformerà in carburi non disciolti, martensite aciculare e austenite trattenuta. Il contenuto di carburi non disciolti, la distribuzione della morfologia dei carburi, le dimensioni della martensite aciculare e l'austenite trattenuta influenzeranno le proprietà apparenti del cuscinetto. Minore è il contenuto di carburi non disciolti nell'acciaio per cuscinetti, maggiore è la durezza dell'acciaio per cuscinetti. Il motivo è che minore è il contenuto di carburi non disciolti, minore è la concentrazione di carbonio della matrice martensite. aumenterà e la durezza sarà maggiore.
La piccola quantità di carburi non disciolti presenti nell'acciaio temprato per cuscinetti aiuta a migliorare la resistenza all'usura del cuscinetto e aiuta anche a ottenere criptomartensite a grana fine, migliorando così la tenacità e la resistenza alla fatica del cuscinetto; carbonizzazione Anche la dimensione delle particelle del materiale ha una grande influenza sulla durata del cuscinetto. Le particelle di carburo dell'acciaio per cuscinetti sono inferiori a 0.6 um e la sua durata sarà notevolmente migliorata. La dimensione delle particelle di carburo dell'acciaio per cuscinetti di alta qualità è molto inferiore a quella dell'acciaio per cuscinetti ordinario e anche la distribuzione delle particelle di carburo è uniforme e non appare a bande; la distribuzione della rete di carburo influenzerà la connessione tra i grani della matrice, riducendo così il limite di resistenza alla fatica del cuscinetto. Se la sollecitazione tra i cuscinetti supera il limite di fatica, si verificheranno gradualmente delle crepe e la durata dei cuscinetti sarà ridotta.
Le caratteristiche della struttura bainitica aumenteranno il limite proporzionale, la resistenza alla flessione, la resistenza allo snervamento e il restringimento della sezione dell'acciaio per cuscinetti al carbonio-cromo, miglioreranno la tenacità dell'acciaio per cuscinetti e miglioreranno la capacità del cuscinetto di resistere alla forza di impatto, alla forza di frattura e all'attrito. Contribuisce inoltre al buon mantenimento delle dimensioni dei cuscinetti.
Effetto delle condizioni di carico sulla durata dei cuscinetti
I cuscinetti utilizzati nei laminatoi comprendono principalmente i seguenti tipi: cuscinetti a rulli cilindrici a più corone, cuscinetti conici a quattro corone e cuscinetti orientabili a rulli a doppia corona. Senza considerare la qualità del cuscinetto stesso, la durata del cuscinetto utilizzato in condizioni di lavoro è determinata principalmente dal cuscinetto. Determinato dal carico ricevuto.
Poiché la forza di laminazione del laminatoio di linea continua ad aumentare, nel collo del cilindro è possibile utilizzare solo cuscinetti a più corone. Il concetto del design dei cuscinetti a più file consiste nel fare affidamento su più file di elementi volventi per trasportare uniformemente il carico e quindi migliorare la capacità del cuscinetto. Tuttavia, nell'uso reale del laminatoio, la portata degli elementi volventi a più file non può essere completamente uniforme e può presentare anche grandi deviazioni. I principali fattori che causano la deviazione includono la deviazione dalla progettazione e produzione del cuscinetto stesso, la precisione di installazione della sede del cuscinetto e l'usura dei componenti del laminatoio. Allo stesso tempo, la distribuzione del carico sul cuscinetto è influenzata anche dalla forza di rotolamento, dalla forza assiale e dalla forza di flessione del rullo.
Ciò causerà inevitabilmente la deformazione del carico sostenuto da ciascuna fila di elementi volventi a condizione che il carico equivalente sostenuto dal cuscinetto nel suo insieme rimanga invariato, portando infine ad un carico eccentrico. Una volta che il carico eccentrico si è formato, continuerà ad intensificarsi con l'uso continuato fino a quando una certa fila. La quantità di carico sopportato dall'elemento volvente supera la capacità di carico finale dell'elemento volvente, con conseguente rottura locale per sovraccarico.
Il carico sbilanciato è una situazione che compromette gravemente la durata del cuscinetto. Oltre alla distribuzione sbilanciata del carico su ciascuna fila di rulli analizzata sopra, può anche causare l'inclinazione di una singola fila di rulli, provocando la concentrazione locale delle sollecitazioni, con conseguente scorrimento degli elementi volventi. Una volta che le condizioni di rotolamento cambiano, si verificherà uno slittamento del contatto tra gli elementi volventi del cuscinetto e gli anelli interno ed esterno, causando il surriscaldamento e il danneggiamento del cuscinetto.
L'impatto della qualità della lubrificazione sulla durata dei cuscinetti
I cuscinetti possono essere utilizzati in modo affidabile per lungo tempo senza la garanzia della qualità della lubrificazione. I cuscinetti dei laminatoi sono soggetti ad attrito sotto molti aspetti durante il normale funzionamento. Tra questi, l'area di carico della pista dell'anello esterno è la parte più grave dell'attrito interno. Durante il funzionamento del cuscinetto si formerà sicuramente un gap d'olio radiale e il rotolamento dei rulli avverrà solo nell'area di carico. In questo modo la zona di non carico si troverà in uno stato di semirotolamento e semiscorrevole. Quando il rullo entra nell'area di carico dall'area di non carico, la velocità di rotazione aumenterà improvvisamente. Durante l'improvviso aumento della velocità di rotazione, il rullo e la pista si sfregheranno violentemente e, allo stesso tempo, sopporteranno anche il carico d'urto derivante dal processo di laminazione dell'acciaio.
In questo caso, se il cuscinetto è scarsamente lubrificato, la rugosità della superficie delle parti continuerà ad aumentare, il che porterà ad un graduale aumento dell'usura. Aumenta anche la pressione sulla superficie della rulliera. Allo stesso tempo, durante il funzionamento del cuscinetto, si verifica un attrito radente tra l'elemento volvente in movimento e la pista, l'elemento volvente in movimento e la gabbia, la gabbia e gli anelli interno ed esterno, e questo attrito radente aumenterà con l'aumentare del carico aumenta. L'esistenza di attrito radente causerà uno strisciamento relativo tra i componenti del cuscinetto. Per ridurre l'usura causata dallo strisciamento relativo dei componenti del cuscinetto, è necessario mantenere una buona lubrificazione tra i componenti del cuscinetto. Il film di olio lubrificante può isolare bene le superfici di contatto tra i componenti ed evitare il contatto diretto per attrito tra metallo e metallo. Allo stesso tempo, una buona lubrificazione svolge anche un buon ruolo nella dissipazione del calore e può ridurre la trasmissione del calore da attrito durante il funzionamento.
A causa del difficile ambiente operativo dei cuscinetti dei laminatoi, la probabilità di contaminazione dei cuscinetti durante il funzionamento aumenterà. Pertanto, i cuscinetti devono essere ben sigillati per evitare la contaminazione del grasso. Di solito, i cuscinetti utilizzati nelle apparecchiature di laminazione dell'acciaio sono principalmente contaminati dall'acqua di raffreddamento della produzione e dalle incrostazioni di ossido di ferro. Dopo che il grasso è stato contaminato dall'acqua, la resistenza alla fatica del materiale del cuscinetto sarà ridotta e si verificheranno delle crepe. Se il grasso è contaminato da incrostazioni di ossido di ferro, la situazione sarà ancora peggiore. Le incrostazioni di ossido di ferro distruggeranno le condizioni di lubrificazione all'interno del cuscinetto e sulla superficie del cuscinetto si verificheranno attrito e usura delle particelle.
Per i cuscinetti contaminati da acqua di raffreddamento e incrostazioni di ossido di ferro, gli anelli continueranno a deteriorarsi durante l'uso. Con l'aumento dei contaminanti, gli anelli finiranno per rompersi e i cuscinetti verranno danneggiati. Pertanto, una tenuta ideale del cuscinetto può effettivamente migliorare la durata del cuscinetto. durata utile e riduce anche la probabilità di danni improvvisi ai cuscinetti che influiscono sulla produzione.