浅谈高线精轧机

浅谈高线精轧机中成组安装角接触球轴承的轴向游隙上海特安一凯轴承有限公司主讲人：徐古洛TIEKE高速线材精轧机轴承特点:高转速冲击负荷、重载荷品种多要求:可靠性高寿命长这一系列轴承已于2001年起,成功用于多家高线厂与主机厂。u=2536028598,43873625&fm=0&gp=20.jpg•高速线材精轧机轴承的质量取决于内部结构的设计、材料、冷热加工、组配、安装、使用。•而轴承的游隙是一个关键的因素。游隙的定义与分类•滚动轴承内的“游隙”是指套圈和滚动体间的内部间隙，此间隙使轴承套圈相互之间在径向或轴向方向有若干自由移动。•根据移动方向，游隙可分为径向游隙与轴向游隙；•根据轴承的状况，游隙可分为原始游隙、配合游隙、工作游隙。理论原始径向游隙的计算•Gr=De-（di+2Dw)•De:外圈滚（沟）道直径尺寸•di:内圈滚（沟）道直径尺寸•Dw：滚动体（钢球或滚子）直径尺寸配合游隙•为避免轴承旋转套圈与配合轴（壳）产生相对滑动，一般采取过盈配合，过盈造成套圈滚道变形，导致游隙减小.•实心轴过盈造成的游隙减小量为公称过盈的55%~70%。对标准轴承来说，高速重载选m6.•壳体过盈造成的游隙减小量为公称过盈的50%~60%。工作游隙•由于轴承内圈与外圈所处状态不一，工作中两者有温度差Δt,会使轴承游隙发生减小。计算公式如下：ΔGr=11*10-6diΔt式中ΔGr为径向游隙减小量（mm）di为内滚道尺寸(mm)Δt为两套圈温度差，内套高于外套时取正值，反之为负。工作游隙与疲劳寿命的关系-30-20-10102030405060700501001006205NU205工作游隙（μm）疲劳寿命%为何要有游隙•过盈量一旦超差，寿命急剧下降。•设备精度有限。•运行过程中发热及随机情况会减小游隙。•依照标准，原始理论游隙无论径向还是轴向，从小到大分为C2、C0（基本组）、C3、C4、C5。•一般正常情况选基本组，有振动要求选C2，重载选C3或以上。正确选择游隙对轴承的使用关系重大•游隙过大，会引起轴承内部承载区域减小，滚动接触面应力增大，轴承的运动精度下降，振动和噪声增大，轴承的使用寿命缩短。•游隙过小，会引起发热温升，甚至会导致轴承在运转中发生咬死。成对安装角接触球轴承的轴向游隙•高线精轧机中成对安装的角接触球轴承分布很广，几乎每根轴上都有。•高线精轧机中成对安装的角接触球轴承的作用在辊箱中承受轴向力与限制轴向窜动，在其他部位承受径向与轴向的联合负荷与限制轴向窜动。•各厂因设备不同，要求的轴向游隙也不同。角接触球轴承的凸出量αδδ成对安装角接触球轴承轴向游隙的产生αα随内、外圈端面对齐，凸出量消失，钢球脱离接触点，轴向游隙产生影响成对安装角接触球轴承的因素•轴承端面的凸出量，这是影响轴向游隙的主要因素，也是制造过程中可控的；•配合轴及孔的过盈量，因为过盈减小了轴承内部的径向间隙，进而减小轴向游隙；•安装因素，因两轴承内套端面不贴紧，造成轴向游隙变化；•端面压力不均匀（压在外套的法兰盖上有4~5个螺栓，施以规定的扭矩紧固，压紧轴承外套）；•径向游隙的影响，通常角接触球轴承是与油膜轴承或短圆柱滚子轴承配合使用，而油膜轴承或短圆柱滚子轴承的径向游隙会影响成对角接触球轴承轴向游隙的测量；•角接触球轴承内部的弹性变形；•外套喷油环与内套隔圈高度差造成轴向游隙变化;•箱体错位，造成轴承变形，影响轴向游隙；•测量因素，施力的大小及作用点、测量表头安放的位置都会影响测量的准确度。我们的努力•深入现场，虚心请教，了解安装与测量的过程。•模拟现场进行试验：过盈试验、加热试验、端面加压实验、测量时施加不同力矩试验。•有限元分析，对零件进行静态应力、变形分析。凸出量与轴向游隙的关系及测控•理论上成对角接触球轴承的轴向游隙等于两轴承的凸出量之和。•由于端面加工的精度及测量误差的存在，凸出量与轴向游隙的等式有差异。•小型轴承仍以测量轴向游隙为主。•大型轴承以测量凸出量为主。角接触球轴承中轴向游隙与径向游隙的关系：•Ga=2mSinα-2[m2-（mCosα+Gr/2）2]1/2式中：m=Re+Ri-Dw接触角为30°时，Ga/Gr≈1.7内圈沟道变形情况过盈造成的轴向游隙的减小•一般情况下，沟道底部的增大为公称过盈的60%；•由变形图上看，接触部位的变形为沟道底部的60%；•由Ga/Gr≈1.7•轴向游隙的减小约为过盈的60%。配有喷油环的成对安装角接触球轴承其轴向游隙受内外环高度差的影响因内隔环高度影响造成在锁量处早期剥落规范的安装可避免游隙出错•一般安装轴承为加热安装，轴承可以轻松地套在轴上，而第二套轴承的内套端面碰在前面安装的零件端面时，会被弹起，从而导致两端面贴合处有间隙，须等没完全冷却时，用套筒垫在内套另一端面，用榔头敲击，消除间隙。•对于辊轴轴承外套的压盖，不论是6″辊还是8″辊均有螺栓扭矩的要求，以保证可靠地固紧，为了均匀的施力，通常是对角顺序紧固螺栓，并且是分步施加扭矩。而一旦受力不均匀，极容易造成轴承内部变形卡死。规范测量，避免人为影响•上图是某厂测量轴向游隙的标准装置，采用扭矩扳手施力，施力大小不会因人而异；力的方向垂直，径向游隙的影响可以排除；但是高线厂通常是在辊环一侧最终环节的轴向游隙，其中包括偏心套与卡板的间隙及卡板固定情况。•曾遇到相差0.1mm的情况。游隙是多种因素的综合•产品本身的因素•安装的因素•测量的因素•工作时润滑及内、外套冷却情况•因此，作为制造厂家只能控制产品，更多的因素要依靠安装与使用的方面来配合。•感谢各高线厂及主机厂的支持•竭诚为高线事业服务•我们能满足用户的个性化要求，为振兴民族工业贡献力量。