汽车板材轧机传动侧轴承座的设计含5张CAD图
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汽车板材轧机传动侧轴承座的设计含5张CAD图,汽车,板材,轧机,传动,轴承,设计,CAD
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摘 要冷轧机工作辊轴承座是冷轧机的一个重要组成部分，先已有一种冷轧带钢轧机工作辊轴承座调中装置,它包括机架牌坊,在牌坊窗口的两侧对称设置侧挡块,侧挡块之间是工作辊轴承座,工作辊轴承座与侧挡块之间分别设置锲形块。采用上述技术方案的实用新型装置,在工作辊轴承座的两侧设置楔形块,通过调整两侧楔形块进入的深浅,进而调整工作辊轴承座的调中,从而保证冷轧带钢的质量。新型的冷轧机工作辊轴承座有着较大的传动轴直径，可整体装卸工作辊轴承座,减少安装时间,提高轧机的生效率。关键词：冷轧 ； 工作辊 ； 轴承座 ； 传动轴1前 言冷轧机工作辊轴承座的结构设计是轧机设计的重要组成部分。由于工作辊轴承座高度受到轧辊直径的限制，设计时不能大于工作辊最小辊径。而为了保证轧制钢板的传动扭矩，轧辊端部传动轴轴头直径，又不能设计得过细，所设计时受到了一定的结构限制，设计难度较大。工作辊轴承座的结构设计是轧机设计者首先要认真考虑的重点。由于工作辊轧制时轧辊表面磨损，为了钢板表面质量，要求经常磨削轧辊表面，所以要经常拆卸轴承座，一般精轧机8h就得更工作辊，进行轧辊表面修磨。为了方便工人的操作，减少工人拆卸轴承座的劳动强度，要求在设计板带轧机的过程中认真研究轧辊轴承座结构，设计出安装、拆方便，可整体装卸结构新颖的轧辊轴承座。冷轧机工作辊轴承失效会造成轧制线停机，降低轧机开动率，减少产量;造成轴承、轴承座及其附件的损坏。因此在吸收其他成功经验的同时，结介现场实际工况从轴承的失效原因及控制措施、轴承质量、轴承管理、轧机轧制状态等几方而入手，能够总结出的一套降低工作辊轴承消耗，提高轴承使用寿命的行之有效的措施。2国内外相关研究一冷轧机工作辊轴承座的类型及特点：1.1 轧辊轴承的工作特点轧辊轴承是用来支撑轧辊的，和一般用途的轴承相比，轧辊轴承有以下特点:(1)承受很高的单位压力。由于轴承座外形尺寸受到限制，不能大于辊身最小直径，且辊颈长度又较短，所以轴承上单位载荷大。通常轧辊轴承的单位压力广高达2000-4800Mpa，为普通轴承的2-5倍，而且pv值(单位压力和线速度的乘积)是普通轴承的3-20倍。(2)运转速度差别大。不同轧机的运转速度差别很大，例如，现代化的六机架冷连轧机出口速度已达42m/s，高速线材轧机出口速度达到100m/s,而有的低速轧机速度只有0.2m/s.显然，不同速度的轧机应使用不同类型的轴承。(3)工作环境恶劣。热轧时轧辊都要用水冷却，且污水、氧化铁皮等容易落入轴承。冷轧机采用工艺润滑剂(乳化液等)来润滑、冷却轧辊与轧件，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。因此，对轧辊轴承的要求是承载能力大、雎擦系数小、耐冲击，可在不同速度下工作，在结构上，径向尺寸应尽可能小(以便采用较大的辊颈直径)，有良好的润滑和冷却条件。1.2 轧辊轴承的类型轧辊轴承有滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承主要是双列球面滚子轴承，四列圆锥波子轴承及四列圆柱滚子轴承。滚针轴承仅在个别情况下用于工作辊。滚动轴承刚性大，康探系数较小，但抗冲击性能差，外形尺寸较大，多用于板带轧机、线材和钢管轧机上。滑动轴承有半干摩擦和液体摩擦两种。半干摩擦的滑动轴承主要是夹布胶木轴承，它广泛用于各种开环轧机、中厚板轧机和型钢轧机。在有的小型轧机上还使用钢瓦或尼龙轴乐，金属滑动轴承的主要材料是青铜，因其摩擦系数较商、不耐用，又要消耗有色金属，目前仅用上香乳潮板轧机上，由于轧辊工作温度高(约300摄氏度)，故采用沥青做的润滑剂，液体摩擦轴承(油膜轴承)的特点是摩擦系数小、工作速度高、刚性较好，广泛用在现代化的冷，热营钢连气机的支撑辊和其他高速轧机上。液体摩擦轴承的制造稍度要求高、成本高，安装维护要求严格。二 油气润滑技术在冷轧机组工作辊轴承上的应用 油气润滑作为一种新发展起来的润滑技术，在国外已被广泛地应用，而在我国只有少数的大型企业刚开始应用这项技术由于它具有低能耗、易控制、润滑集中、润滑效果好、系统维护方便及安全性能高等特点，特别适用于各种运输线、单架或多机架轧机及线材、连铸等大型设备上。随着这一技术的不断成熟与发展，其应用前景是不可估量的。冷轧厂冷连轧机组在未进行轴承润滑技术改造之前，使用的是油脂润滑。该润滑方式对于应用在冷轧机组工作辊轴承来说，存在大量不足。在工作辊高速运转之时，由于轴承的快速转动，易使轴承箱内部的矮双口密封损坏，造成润滑脂泄漏到乳化液中。当含有大量润滑脂的乳化液喷射到带钢表面时，使轧制出的带钢的表面质量降低。此外，润滑脂的摩擦损失较大，不能够得到及时补充，造成轴承润滑效果不好。由于轧机工作辊轴承工作负荷大，转速高，使轴承升温快，温度过高时易产生烧箱，使轴承的使用寿命缩短由于轴承及油脂的高损耗，使轴承及油脂的使用量大增，随之产生的问题就是生产成本的增加另外，较多的烧箱次数必然增加非正常换辊次数，同时有可能发生轧机待辊，从而制约了轧机产量的提高。针对油脂润滑方式存在的一些问题，我国冷车厂于1999年从德国REBS公司引进了Turbol-ub油气润滑技术，并结合设备的实际状况，进行了轧机工作辊轴承润滑的技术改造主要是在四机架轧机系统加了一套AOII由气润滑系统，另外利用原工作辊轴承座，结合Turbolub ( REBS公司的专利产品)分配器的工作特点，对轴承座的润滑管路进行了改造。AOII由气润滑系统的主要技术特点是，润滑剂通过递进式分配器来定量供纸由于其采用多次少量的供油方式，保证了润滑点在任何时候都能得到连续、等量的润滑。该油气润滑系统的工作原理是，油液利用气动泵从油箱输出，送至递进式分配器，接着从递进式分配器出来的定量润滑剂被送至油气混合块压缩空气油气混合块中与润滑剂混合形成油气混合物后，在压缩空气的连续作用下，润滑剂沿着管壁被送至Turbolub油气分配器，再分配到各个润滑点。通过对油气润滑与油脂润滑的分析比较，我们认为油气润滑相对于油脂润滑具有许多优点。(1)油气润滑耗油少，可以节约能源(2)润滑可以提高轴承的使用寿命，节约大量的备件。在油气润滑技术中，压缩空气与少量的润滑剂混合形成油气后，被喷射到各运转的轴承中，流速不低于2m /s的高压气流在充分冷却轴承的同时，确保了润滑油源源不断地输送至润滑点;同时，也在轴承座中保持了正压，以防止外界的脏物和乳化液侵入轴承座，危害轴承，保证了轴承的使用寿命。(3)使用油气润滑可以改善带钢的表曲质量，延长乳化液的更换周期。在油气润滑中，润滑剂的供给量受到严格的控制，几乎没有任何多余的油液从轴承中掺入到乳化液中，保证了乳化液的质量，使轧制出的带钢的表面质量得改氰同时，由于乳化液中油污少，且该油污易清除，使乳化液不必因为含有大量的油污而更换，提高了乳化液的使用周期。(4)油气润滑系统还具有结构易于扩展及调整的优势。正是因为如此，我们认为油气润滑具有较为广阔的发展及应用前，特别是在大型的钢铁企业中，尤其值得推广应用。正是因为如此，我们认为油气润滑具有较为广阔的发展应用前景，特别是在大型的钢铁企业中，尤其值得推广应用。 3 轴承座的设计制造3.1 轴承座的结构轧机轴承座是将轧辊与轧机相连接并保持相对运动的重要部件，在轧机轧制钢材过程中，轴承座通过内部轴承与轧辊的连接，确保轧辊和轴承内圈平稳回转，避免因承载回转引起的轴承扭动或跳动.轧机工作辊轴承座系统由上下两工作辊、轴承及轴承座组成，当一台轧机的厂量达到五万吨钢左右时，就需要更换辊系，对支承辊或工作辊辊身进行重磨为保证轧机生产线的正常工作，一台轧机通常需要三套辊系作为备件，一条轧机生产线由7台精轧机组成.由于轧机在工作过程中轧制速度高，轧制力大，容易使轴承座产生温升，经常会发生轴承与轴承座的受热变形及润滑剂的失效，从而造成严重的经济损失，鉴于此，轧机轴承座的冷却润滑尤为重要此外，由于轴承座结构复杂，轴承孔精度要求高，厚壁差大，不利于加工制造，因此，加工工艺直接影响轴承座的质量。一般轴承座的结构有以下几点(1)在轴承座座体上半部的左右两边分别开有润滑通道，通道由与轴承座内孔轴线相平行的圆孔和竖直通孔组成;(2)竖直通孔与圆孔和座体相通，并与轴承座的竖直轴线成550、圆孔垂直;(3)左右两边通道区别在于左边竖直通孔靠近轴承座的背面，而右边的则靠近轴承座的正面;(4)圆孔为相互平行的两个，两个圆孔之间通过连通槽串联连通;(5)连通槽用密封垫封闭;6)圆孔中的通孔的另一个开口由螺钉密封.有些轧机轴承座达不到良好的润滑冷却效果;有些为了达到冷却润滑目的，在轴承座座体上、下部开设多个油路，结构复杂，影响轴承座加工效率;也有些冷却通道的进口处无任何密封措施，导致冷却润滑油的泄漏浪费.轧机轴承座结构特点主要体现在:(1) 在座体左右边分别开了2个冷却润滑通道，冷却润滑油从圆孔输入后，经过竖直通孔流入轴承座的内孔中，这样不仅可以对轴承座座体进行冷却，而且还可以对轴承进行冷却润滑，从而可以减少轴承座及轴承的变形; (2)在轴承座座体上开的2个冷却润滑通道可以有效地防止轴承座受热失效变形;(3)冷却润滑油分别通过座体左、右边的冷却润滑通道上的竖直通孔对靠近轴承座背面、正面的轴承进行冷却润滑.3.2轴承座的制造1毛坯轴承座的毛坯一般通过铸造方法产生在铸造过程中，应优化铸造工艺，减少铸造缺陷，提高轴承座内部质量和改善轴承座的加工质量，具体需要注意以下几点:(1)合理设计铸件的浇注位置、浇注系统及冒口位置等;(2)控制铸件的凝固顺序，使铸件在凝固过程中有良好的补缩条件;(3)大力推广使用树脂砂造型，以减少铸件缺陷的产生，提高铸件质量2. 加工工艺由于轧机轴承座结构复杂，加工应力及其热应力分布不均等，因此，轴承座工艺的设计有以下要求:(1)粗加工阶段:粗加工主要是对主要面的粗加工和不重要面及不装配任何零件的非接触面的精加工主要面去除大量余量，以期暴露铸造缺陷，便于在精加工阶段进行处理轴承座的粗加工是由立车和铣床两种机床来完成，先由立车粗加工内孔、两端面，镇铣床则以已粗加工的端面为装夹基准面，以已加工的内孔为基准，铣轴承座周边外形。(2) 精加工阶段:轴承座主要的加工要素是两侧滑板面与轴承内孔(主孔)，主孔主要装配滚动轴承，精度要求较高两侧滑板面主要是对主孔的位置精度，如平行度、对称度等要求较高对于主孔和两侧滑板面的加工采用“先面后孔”的加工方法，即:先精加工滑板面后加工内孔。 四.轧机工作辊轴承的失效原因及控制措施4.1在使用中存在的问题剥离轴承承受载荷旋转时，内、外圈的滚道面或滚动体面由于滚动疲劳呈鱼鳞状的剥离现象，工作辊轴承产生剥离一般有以下因素:载荷过大;安装(非直线性)、异物侵入、进水;润滑不良、润滑剂不适、轴承游隙不适当;生锈、侵蚀点、擦伤和压痕引起的发展。防止工作辊轴承产生剥离的方法:检查载荷比大小及再次研究所使用的轴承;改善安装方法，改善密封装置;使用适当粘度的润滑剂、改善润滑方去;检查轴和轴承箱的精度;检查游隙。卡伤所谓卡伤，是由于在滑动面伤产生的部分的微小烧伤汇总而产生的表面损伤。工作辊轴承产生卡伤一般有以下因素:过大载荷、过大预压;润滑不良。异物咬入;内圈外圈的倾斜、轴的挠度;轴、轴承箱的精度不良。防止工作辊轴承产生卡伤的方法:检查载荷的大小;预压要适当;检查承及轴、轴承箱的精度;改善润滑剂和润滑方法。擦伤所谓擦伤，是在滚道面和滚动面上，在随着滚动的打滑和油膜热破裂产生的微小烧伤的汇总而发生的表面损伤;产生带有粘着的表面粗糙的损伤。工作辊轴承产生擦伤一般有以下因素:高速轻冲击，在滚动体的问距问隔上形成了凹面。工作辊轴承产生压痕一般有以下因素:金属粉末等的异物咬入;装时或运输过程中受到的冲击过大;冲击轴套。防止工作辊轴承产生压痕的方法:改善密封装置;过滤润滑油;改善组装及使用方法。载荷、急加减速;润滑剂不适当;水的侵入，预压不当。防止工作辊轴承产生擦伤的方法:改善轴承游隙;使用油膜性好的润滑剂;改善润滑方法;改善密封装置，改善预压。断裂所谓断裂，是指由于对轴承套圈的挡边或滚动体的局部部分施加了冲击或过大载荷而一小部分断裂;有明显的部分脱落或整体裂痕。工作辊轴承产生断裂一般有以下因素:安装时受到了打击;瞬问载荷过大;跌落等使用不良。防止工作辊轴承产生断裂的方法:改善安装方法，使用适当的工具;纠正载荷条件;轴承安装到位，使挡边受支承.问隙和预压;根据工作环境选择适当的轴承游隙;检察轴承密封情况并改善密封条件;检查轴和轴承箱的精度;检查轴承箱的游隙。压痕咬入了金属小粉末，异物等的时候，在滚道面或转动面上产生的凹痕。由于安装时等受到问隙和预压;根据工作环境选择适当的轴承游隙;检察承密封情况并改善密封条件;检查轴和轴承箱的精度;检查轴承箱的游隙。烧伤滚道轮、滚动体以及保持架在旋转中急剧发热直至变色、软化、熔敷和破损。工作辊轴承产生烧伤一般有以下因素:润滑不良;过大载荷(预压过大);转速过高;游隙过小;水、异物的侵入;轴、轴承箱的精度不良、轴的挠度大;滚动体受力不均匀。防止工作辊轴承产生烧伤的方法:选择润滑剂及润滑方法;选择适当的轴承类型.在本钢轧辊轴承随着轧制规格偏多、频繁换辊，轧辊轴承失效逐渐加大，结合实际工况，并对大量数据进行统计分析之后，得出有可能影响到工作辊轴承使用状态，并引发失效的主要因素。 3总结目前，80%以上的高速线材轧机的滚动导卫轴承和新投产的合金钢生产线的轧机轴承采用的都是油气润滑方式。近年来由于油气润滑具有润滑效果好、耗油量低、能够精确定量给油、易实现自动控制、适用的润滑油黏度范围大、润滑部位始终保持正压、无污染等优点，该技术在欧洲首先推广开来并逐步在世界各地得以应用，在工况恶劣的领域尤其如此。带钢冷轧机轧辊
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