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O guia definitivo para rolamentos de laminadores
O rolamento mais típico entre os rolamentos de laminadores é o rolamento de rolos. Os rolamentos de rolos são componentes importantes utilizados para apoiar os rolos e manter sua posição correta na estrutura. O coeficiente de atrito do rolamento está relacionado ao consumo de energia de rolamento; a vida útil do rolamento está relacionada à taxa de utilização do laminador; a rigidez do rolamento tem impacto na precisão dimensional dos produtos laminados. Portanto, a produção de laminação de aço exige que os rolamentos tenham um pequeno coeficiente de atrito, resistência suficiente e uma certa rigidez. Nos laminadores modernos, a estrutura dos rolamentos também precisa facilitar operações rápidas de troca de rolos. Típica rolamentos de rolos cilíndricos de quatro carreiras transportar cargas radiais. Rolo de impulso ou rolamentos de esferas axiais e esferas de contato angular radial ou rolamentos de rolos radiais suportam carga axial. A maioria dos rolamentos de laminadores usa lubrificação óleo-ar ou lubrificação por névoa de óleo e graxa para lubrificação e resfriamento.
Rolamentos autocompensadores de rolos
A configuração do rolamento do laminador usa principalmente dois conjuntos de rolamentos autocompensadores de rolos instalados lado a lado no mesmo pescoço do rolo. Essa configuração atendia basicamente às condições de produção da época, e a velocidade de laminação podia chegar a 600 rpm. No entanto, à medida que a velocidade aumenta, suas deficiências tornam-se proeminentes: vida útil curta do rolamento, grande consumo, baixa precisão dos produtos acabados, desgaste grave do pescoço do rolo, grande movimento axial do rolo, etc.
Rolamento de rolos cilíndricos de quatro carreiras + rolamento axial
Rolamentos de rolos cilíndricos adote um ajuste apertado entre o diâmetro interno e o pescoço do rolo para suportar a força radial. Eles têm as vantagens de grande capacidade de carga, alta velocidade limite, alta precisão, anéis internos e externos separáveis e intercambiáveis, fácil processamento, baixo custo de produção e instalação e desmontagem convenientes. ; O rolamento axial suporta a força axial e o tipo estrutural específico pode ser selecionado de acordo com as características do laminador.
Sob carga pesada e baixa velocidade, os rolamentos axiais de rolos são equipados para suportar a carga axial com pequena folga axial. Quando a velocidade de laminação é alta, equipada com rolamentos de esferas de contato angular, não apenas a velocidade limite é alta, mas a folga axial pode ser estritamente controlada durante a operação. Os rolos são guiados firmemente na direção axial e podem suportar forças de carga axial geral. Este tipo de configuração de rolamento não só possui longa vida útil e alta confiabilidade, mas também possui muitas vantagens, como alta precisão de produtos laminados e fácil controle. Portanto, é atualmente o mais utilizado e é usado principalmente em laminadores de fio-máquina, laminadores de placas, laminadores de folhas e rolos de suporte duplo. Rolos de suporte para laminadores a frio e laminadores a quente, etc.
A Rolamento de rolos cônicos pode suportar força radial e força axial. Não há necessidade de configurar um rolamento axial, portanto o motor principal é compacto. O diâmetro interno do rolamento de rolos cônicos e o pescoço do rolo adotam um ajuste solto, que é muito conveniente para instalar e desmontar. No entanto, às vezes o ajuste frouxo pode causar deformação por deslizamento, de modo que o diâmetro interno geralmente é usinado com uma ranhura de óleo em espiral. Este tipo de configuração ainda é amplamente utilizado, como rolos de trabalho de laminadores a quente de quatro altas e laminadores a frio, máquinas de corte, laminadores de vigas de aço, etc.
Rolamentos de rolos cilíndricos de quatro carreiras e rolamentos de rolos cilíndricos de seis carreiras são usados quase exclusivamente em pescoços de rolos, tambores e prensas de laminação de suportes de laminação. Esses rolamentos apresentam baixo atrito em comparação com outros rolamentos de rolos. Como esses rolamentos são normalmente montados com um ajuste interferente no pescoço do rolo, eles são particularmente adequados para aplicações em laminadores onde as velocidades de laminação são altas. A seção transversal baixa desses rolamentos permite o uso de diâmetros de pescoço de rolo relativamente grandes em comparação com o diâmetro do rolo. Devido ao grande número de rolos que podem ser instalados, a capacidade de carga radial é muito elevada.
Os rolamentos de rolos cilíndricos de várias carreiras só podem suportar cargas radiais. Portanto, esses rolamentos são montados em conjunto com rolamentos rígidos de esferas ou rolamentos de esferas de contato angular, ou rolamentos de rolos cônicos de design radial ou axial, que suportam a carga axial. Os rolamentos de rolos cônicos de quatro e seis carreiras são de projeto separado, ou seja, o anel do rolamento com flange integral e o conjunto de rolos e gaiola podem ser instalados separadamente do anel do rolamento separado, ou todos os componentes do rolamento podem ser instalados separadamente.
Isto simplifica consideravelmente a instalação, manutenção e inspeção dos rolamentos. O rolamento pode suportar um certo limite de deslocamento axial do eixo em relação ao assento do rolamento. Os rolamentos de rolos cilíndricos de quatro carreiras têm furo cilíndrico e alguns tamanhos de rolamentos também estão disponíveis com furos cônicos. Os rolamentos com furos cônicos podem ser ajustados durante a instalação para obter uma determinada folga interna radial ou uma pré-carga definida.
Lubrificação de rolamentos de laminadores
Em princípio, a lubrificação dos rolamentos de rolos é basicamente a mesma que a lubrificação de outros rolamentos, exceto que as condições de trabalho dos rolamentos de rolos são relativamente severas e se seu desempenho de trabalho pode ser efetivamente exercido depende em grande parte da lubrificação de os rolamentos. Os principais métodos de lubrificação usados em rolamentos incluem lubrificação com graxa e lubrificação com óleo.
(1) A graxa da lubrificação com graxa também tem efeito de vedação. A estrutura de vedação e as instalações de lubrificação são simples e é conveniente reabastecer a graxa. Portanto, desde que as condições de trabalho permitam, os rolamentos são geralmente lubrificados com graxa. A lubrificação com óleo tem um forte efeito de resfriamento e pode remover sujeira e umidade do rolamento. Os métodos de lubrificação para rolamentos de rolos que usam lubrificação com óleo incluem lubrificação com óleo sob pressão, lubrificação com spray de óleo, lubrificação com névoa de óleo e lubrificação óleo-ar.
(2) A lubrificação com fornecimento de óleo sob pressão é o método de lubrificação mais eficaz para rolamentos de rolos em velocidade normal. A lubrificação por injeção de óleo consiste em pulverizar óleo lubrificante no interior do rolamento através de um bico de injeção de óleo instalado em um lado do rolamento a uma certa pressão para lubrificação. Geralmente é usado em rolamentos de rolos de alta velocidade ou em situações onde a lubrificação do fornecimento de óleo sob pressão não pode atender aos requisitos de resfriamento.
(3) Lubrificação por spray é pulverizar ar comprimido seco contendo névoa de óleo no interior do rolamento para lubrificação. A quantidade de óleo utilizada é pequena. Devido à ação do ar, o efeito de resfriamento é extremamente forte. É usado principalmente para laminadoras de grande escala com alta velocidade de laminação e alta precisão de laminação. Rolamentos de rolos ou para rolamentos de rolos que não são desmontados com frequência na caixa do rolamento. Tanto a lubrificação por fornecimento de óleo sob pressão quanto a lubrificação por injeção de óleo exigem a instalação de tubos de entrada e saída de óleo, bombas de lubrificação, reservatórios de óleo e, às vezes, resfriadores de óleo lubrificante. Portanto, o custo é relativamente alto e geralmente os rolamentos de rolos raramente são usados.
Razões que afetam a vida útil dos rolamentos de laminadores
Os rolamentos do laminador são componentes importantes do laminador. Durante a operação do laminador, os rolamentos sustentam os rolos e suportam a força de laminação dos rolos, mantendo a posição correta dos rolos. A confiabilidade da qualidade e da vida útil dos rolamentos do laminador afeta diretamente a confiabilidade da operação do laminador. sexo. Existem muitos fatores que afetam a vida útil dos rolamentos do laminador. Uma série de fatores internos e externos, como material do rolamento, projeto estrutural, precisão de fabricação, instalação e vedação, lubrificação e resfriamento, terão impacto na vida útil dos rolamentos do laminador. As duras condições de trabalho são a principal causa de falha precoce dos rolamentos dos laminadores. De modo geral, as condições de trabalho dos rolamentos incluem principalmente carga e distribuição, lubrificação, vedação, transmissão de velocidade, temperatura operacional, condições de dissipação de calor, etc., qualidade e uso do rolamento. Se as peças forem iguais, mas as condições de trabalho forem diferentes, haverá uma grande lacuna na sua vida útil.
A influência dos carbonetos na vida útil dos rolamentos
Após têmpera e revenimento a baixa temperatura, a estrutura do aço com alto teor de carbono se transformará em carbonetos não dissolvidos, martensita acicular e austenita retida. O conteúdo de carbonetos não dissolvidos, a distribuição da morfologia do carboneto e o tamanho da martensita acicular e da austenita retida afetarão as propriedades aparentes do rolamento. Quanto menor o teor de carbonetos não dissolvidos no aço do rolamento, maior será a dureza do aço do rolamento. A razão é que quanto menor for o teor de carbonetos não dissolvidos, menor será a concentração de carbono da matriz martensita. aumentará e a dureza será maior.
A pequena quantidade de carbonetos não dissolvidos presentes no aço temperado do rolamento ajuda a melhorar a resistência ao desgaste do rolamento e também ajuda a obter criptomartensita de granulação fina, melhorando assim a tenacidade e a resistência à fadiga do rolamento; carbonização O tamanho das partículas do material também tem grande influência na vida útil do rolamento. As partículas de carboneto do aço do rolamento são inferiores a 0.6um e sua vida útil será significativamente melhorada. O tamanho das partículas de metal duro do aço para rolamentos de alta qualidade é muito menor do que o do aço para rolamentos comum, e a distribuição das partículas de metal duro também é uniforme e não aparece em uma distribuição em faixas; a distribuição de carboneto da rede afetará a conexão entre os grãos da matriz, reduzindo assim o limite de resistência à fadiga do rolamento. Se a tensão entre os rolamentos exceder o limite de fadiga, ocorrerão rachaduras gradualmente e a vida útil do rolamento será reduzida.
As características da estrutura bainítica aumentarão o limite de proporção, a resistência à flexão, o limite de escoamento e o encolhimento da seção do aço para rolamentos de carbono-cromo, melhorarão a tenacidade do aço para rolamentos e aumentarão a capacidade do rolamento de suportar força de impacto, força de fratura e atrito. Também contribui para uma boa manutenção das dimensões dos rolamentos.
Efeito das condições de carga na vida útil do rolamento
Os rolamentos usados em laminadores incluem principalmente os seguintes tipos: rolamentos de rolos cilíndricos de múltiplas carreiras, rolamentos cônicos de quatro carreiras e rolamentos autocompensadores de rolos de duas carreiras. Sem considerar a qualidade do rolamento em si, a vida útil do rolamento utilizado em condições de trabalho é determinada principalmente pelo rolamento. Determinado pela carga recebida.
À medida que a força de laminação do laminador de linha continua a aumentar, apenas rolamentos de múltiplas carreiras podem ser usados no pescoço do rolo. O conceito de projeto de rolamento de múltiplas carreiras é contar com múltiplas carreiras de elementos rolantes para transportar uniformemente a carga e, assim, aumentar a capacidade de carga. No entanto, na utilização real do laminador, o suporte de carga dos elementos rolantes de múltiplas carreiras não pode ser completamente uniforme e pode até apresentar grandes desvios. Os principais fatores que causam o desvio incluem o desvio do projeto e fabricação do próprio rolamento, a precisão da instalação do assento do rolamento e o desgaste dos componentes do laminador. Ao mesmo tempo, a distribuição da carga do rolamento também é afetada pela força de rolamento, força axial e força de flexão do rolo.
Isso inevitavelmente fará com que a carga suportada por cada fileira de elementos rolantes se deforme sob a condição de que a carga equivalente suportada pelo rolamento como um todo permaneça inalterada, eventualmente levando a uma carga excêntrica. Uma vez formada a carga excêntrica, ela continuará a se intensificar com o uso contínuo até uma determinada linha. A quantidade de carga suportada pelo corpo rolante excede a capacidade de suporte de carga final do corpo rolante, resultando em ruptura por sobrecarga local.
Carga desequilibrada é uma situação que afeta seriamente a vida útil do rolamento. Além da distribuição desequilibrada da carga de cada fileira de rolos analisada acima, também pode causar a inclinação de uma única fileira de rolos, fazendo com que a tensão se concentre localmente, levando ao deslizamento do elemento rolante. Uma vez que as condições de rolamento mudam, ocorrerá deslizamento de contato entre os elementos rolantes do rolamento e os anéis interno e externo, fazendo com que o rolamento aqueça e seja danificado.
O impacto da qualidade da lubrificação na vida útil do rolamento
Os rolamentos podem ser usados de forma confiável por um longo período sem garantia de qualidade de lubrificação. Os rolamentos dos laminadores estão sujeitos ao atrito de vários aspectos durante a operação normal. Entre eles, a área de carga da pista do anel externo é a parte mais grave do atrito interno. Definitivamente haverá uma folga radial de óleo durante a operação do rolamento, e o rolamento dos rolos ocorrerá apenas na área de carga. Desta forma, a área sem carga ficará em estado semi-rolante e semi-deslizante. Quando o rolo entra na área de carga vindo da área sem carga, a velocidade de rotação aumentará repentinamente. Durante o aumento repentino na velocidade de rotação, o rolo e a pista irão esfregar violentamente e, ao mesmo tempo, também suportarão a carga de impacto do processo de laminação do aço.
Neste caso, se o rolamento estiver mal lubrificado, a rugosidade da superfície das peças continuará aumentando, o que levará a um aumento gradativo do desgaste. A pressão na superfície da unidade de rolos também aumenta. Ao mesmo tempo, durante a operação do rolamento, ocorre atrito de deslizamento entre o elemento rolante em movimento e a pista, o elemento rolante em movimento e a gaiola, a gaiola e os anéis interno e externo, e esse atrito de deslizamento aumentará à medida que a carga aumenta. A existência de atrito deslizante causará deslizamento relativo entre os componentes do rolamento. Para reduzir o desgaste causado pelo deslizamento relativo dos componentes do rolamento, é necessário manter uma boa lubrificação entre os componentes do rolamento. A película de óleo lubrificante pode isolar bem as superfícies de contato entre os componentes e evitar o contato friccional direto entre metal e metal. Ao mesmo tempo, uma boa lubrificação também desempenha um bom papel na dissipação de calor e pode reduzir a transmissão de calor de fricção durante a operação.
Devido ao ambiente operacional rigoroso dos rolamentos do laminador, a probabilidade de contaminação dos rolamentos durante a operação aumentará. Portanto, os rolamentos devem estar bem vedados para evitar contaminação da graxa. Normalmente, os rolamentos usados em equipamentos de laminação de aço são contaminados principalmente pela água de resfriamento da produção e incrustações de óxido de ferro. Depois que a graxa for contaminada pela água, a resistência à fadiga do material do rolamento será reduzida e ocorrerão rachaduras. Se a graxa estiver contaminada com incrustações de óxido de ferro, a situação será ainda pior. A incrustação de óxido de ferro destruirá as condições de lubrificação dentro do rolamento e ocorrerá atrito e desgaste de partículas na superfície do rolamento.
Para rolamentos contaminados por água de resfriamento e incrustações de óxido de ferro, os anéis continuarão a deteriorar-se durante o uso. À medida que os contaminantes aumentam, os anéis acabarão por rachar e os rolamentos serão danificados. Portanto, uma vedação de rolamento ideal pode efetivamente melhorar a durabilidade do rolamento. vida útil e também reduz a probabilidade de danos repentinos nos rolamentos afetarem a produção.