Kelajuan penggilingan kilang di kilang keluli domestik telah meningkat, mengakibatkan kenaikan suhu tinggi galas roller silinder empat baris pada gulungan sandaran. Memandangkan masalah ini, tork geseran dan nilai kalori galas sebelum dan selepas kenaikan kelajuan dikira dan dibandingkan. Ini menunjukkan bahawa pengaruh kelajuan pada tork geseran tidak jelas, dan kira-kira sebanding dengan nilai haba. Kenaikan suhu galas dioptimumkan. Langkah utama yang diambil adalah mengurangkan kawasan hubungan bahagian gelongsor, menambah litar minyak penyejuk, mengurangkan kekasaran permukaan sentuhan, mengoptimumkan lubang minyak galas, dan meningkatkan kesan pelesapan haba. Kaedah pengiraan yang dipermudahkan untuk hubungan antara muka hujung roller dan tulang rusuk dicadangkan. Selepas aplikasi, kenaikan suhu galas yang dioptimumkan jelas perlahan dan jangka hayatnya bertambah baik.
Dengan peningkatan berterusan dari reformasi struktur dari sisi penawaran dan tekanan perlindungan alam sekitar yang teruk yang belum pernah terjadi sebelumnya, sebilangan besar kilang keluli telah disenaraikan dalam barisan keupayaan pengeluaran. Walau bagaimanapun, kilang keluli besar domestik kekurangan bekalan buat masa ini. Oleh itu, kelajuan putaran telah ditingkatkan untuk mencapai tujuan meningkatkan kecekapan. Kelajuan galas roller silinder empat baris untuk gulungan sandaran 1250 garis gulung sejuk di loji keluli meningkat dari 197 R / min menjadi 257 R / min di bawah gaya daya dan mod pelinciran yang sama. Setelah meningkatkan kelajuan, suhu galas meningkat terlalu tinggi berkali-kali dan penggera berhenti. Menurut statistik yang tidak lengkap, model ini telah digunakan pada sekitar 200 baris di hampir 20 kilang baja domestik, dan tingkat penggunaan pasar sangat tinggi, yang bernilai tertentu untuk reka bentuknya yang optimum. Struktur galas roller silinder empat baris ditunjukkan dalam Rajah 1. Dimensi keseluruhan ialah Φ 690 × Φ 980 × 750, bahannya adalah G20Cr2Ni4A, sangkar dikimpal mengikut lajur, Gred ketepatan adalah P5, daya galas Cr ialah 20700kN, kor adalah 56500kN.
1. Kesan peningkatan kelajuan
1.1 variasi daya kilas geseran
Kenaikan suhu galas terutamanya disebabkan oleh geseran di dalam galas semasa proses kerja. Terdapat banyak formula untuk mengira momen geseran galas, dan formula Harris TA digunakan di sini.
Untuk Formula: m ialah jarak geseran keseluruhan, Nmm; M0 adalah jarak geseran galas tanpa beban, M1 adalah jarak geseran yang disebabkan oleh beban, Nmm; F0 dan F1 adalah pekali empirikal; ν ialah kelikatan kinematik minyak pelincir, mm2 / S (kelikatan minyak asas minyak pelincir); n ialah kelajuan galas, R / min; P ialah beban bersamaan, N; Dpw adalah diameter nada, mm.
Dalam katalog, nilai parameter adalah: F0=2, F1=0.0003, ν=12mm2 / s, n=197r / min sebelum kenaikan kelajuan, 257r / min setelah kenaikan kelajuan, DPW=836mm, daya gulungan maksimum dalam keadaan aplikasi adalah kira-kira 1000 tan, P=5 × 106n. Hasil pengiraan ditunjukkan dalam Jadual 1.
Dari jadual di atas dapat dilihat bahawa apabila kelajuan meningkat 30.46%, torsi geseran M0 galas di bawah tanpa beban meningkat sebanyak 19.39%, dan tork geseran M1 yang disebabkan oleh beban tidak berubah. Walau bagaimanapun, kerana beban yang besar, M1 menyumbang sebahagian besar dari keseluruhan tork geseran, dan tork geseran total meningkat hanya 0.32%. Jelasnya, galas tersebut tergolong dalam keadaan kelajuan rendah dan tugas berat. Pada masa ini, beban adalah faktor utama yang menyebabkan tork geseran galas, dan perubahan kelajuan tidak banyak mempengaruhi perubahan jarak geseran keseluruhan galas.
1.2 perubahan nilai kalori galas
Formula pengiraan nilai kalori galas adalah seperti berikut:
Di mana q adalah nilai kalori, W. Tork geseran dan kelajuan diganti ke dalam pengiraan, dan hasilnya ditunjukkan dalam Jadual 2.
Dari pengiraan di atas dapat dilihat bahawa torsi geseran galas meningkat sebanyak 0.32%, sementara nilai kalori galas meningkat sebanyak 30.87%. Kerana perubahan kecil dari tork geseran, nilai kalori (meningkat 30.87%) dan kelajuan putaran (meningkat 30.46%) kira-kira peningkatan dalam perkadaran. Hasilnya juga menunjukkan bahawa walaupun pemanasan galas berasal dari pelbagai geseran gelongsor dalaman, tidak tepat untuk memahami bahawa hanya mengurangkan tork geseran galas dapat menyelesaikan masalah pemanasan galas. Dalam kes ini, dapat dilihat bahawa pemanasan galas terutama berkaitan dengan beban dan kelajuan.
2. Reka bentuk pengoptimuman galas kilang rolling
Dari analisis di atas, dapat dilihat bahawa output haba galas meningkat lebih banyak, dan langkah-langkah harus diambil untuk mengeluarkan panas. Mod pemindahan haba galas terutamanya pengaliran haba, perolakan haba, dan radiasi haba. Pengiraan kecekapan pemanasan galas dan kecekapan pelesapan haba sangat rumit. Ini dapat dilihat dari persamaan pengiraan yang relevan bahawa parameter utama yang mempengaruhi kecekapan pelesapan haba adalah tekanan, kelajuan gelongsor, parameter berkaitan filem minyak, dan kawasan hubungan. Oleh itu, untuk memenuhi syarat operasi setelah perubahan keadaan kerja, idea reka bentuk pengoptimuman adalah seperti berikut:
1) Bahagian gelongsor mengurangkan kawasan hubungan;
2) Bahagian gelangsar dilengkapi dengan litar minyak penyejuk;
3) Mengurangkan kekasaran permukaan sentuhan dan mengoptimumkan tekstur pemprosesan;
4) Optimumkan lubang minyak galas, tambah bilangan dan diameternya.
2.1 pengoptimuman ukuran bulatan nada galas
Nilai haba bulatan boleh disesuaikan dari persamaan penjanaan haba sahaja. Persamaan ini tidak berdasarkan hubungan dalaman galas. Dapat dilihat bahawa mengurangkan DPW bermanfaat untuk mengurangkan tork geseran. Khususnya, M0 berkorelasi positif dengan kekuatan ketiga diameter bulatan nada, yang berubah sangat.
Di samping itu, haba geseran juga akan dihasilkan apabila elemen penggelek melewati pelincir di rongga galas dalam revolusi. Persamaan pengiraan adalah seperti berikut:
Dalam formula ini, hrdrag adalah kadar pemanasan geseran; ω m adalah kelajuan revolusi roller, rad / S; FV adalah daya tarikan likat, N; Z ialah bilangan penggelek; J ialah pemalar penukaran dari nm / s ke W. Dapat dilihat bahawa kadar pemanasan geseran berkadar terus dengan diameter nada dan kelajuan putaran penggelek. Kadar pemanasan pelincir rongga dalam ke roller meningkat dalam kadar langsung setelah peningkatan kelajuan, yang secara tidak langsung menunjukkan bahawa semakin banyak pelincir, semakin baik.
Kesimpulannya, struktur galas dalaman dioptimumkan untuk mengurangkan ukuran lingkaran galas. Diameter nada juga berkaitan dengan beban dan kehidupan galas, dan pengurangannya terhad.
2.2 mengoptimumkan hubungan antara bebibir cincin dan elemen gulung
Galas roller silinder terutamanya menanggung beban radial dan juga menanggung beban paksi bergantung pada bebibir cincin. Di permukaan hubungan, terdapat geseran gelongsor antara muka hujung roller dan tulang rusuk kerana perbezaan kelajuan. Sekiranya gelongsor di kedua hujung roller berbeza, semakin besar daya geseran, roller juga akan condong dalam proses kerja. Geometri permukaan hujung roller dan bebibir cincin mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap geseran gelangsar dan pembentukan filem minyak di antara keduanya. Secara amnya dianggap bahawa kesan geseran kontak titik adalah yang terbaik berbanding dengan permukaan sentuhan. Untuk memperbaiki keadaan hubungan antara muka hujung roller dan tulang rusuk, permukaan hujung roller menggunakan permukaan dasar bola, dan tulang rusuk cincin menggunakan tulang rusuk condong. Melalui pengiraan teori, kedudukan titik hubungan antara pusat permukaan asas sfera roller dan tulang rusuk dikawal, sehingga dapat mencapai keadaan pelinciran terbaik. Pengiraannya adalah seperti berikut.
Dalam Rajah 2, h adalah ketinggian tulang rusuk, H1 adalah ketinggian tulang rusuk tanpa ukuran lubang minyak, a adalah titik tengah, R adalah lengkok muka hujung roller, sudut kontak adalah α, dan S adalah maksimum pelepasan. Terdapat hubungan dalam Rajah 2A
Di mana DW adalah diameter roller, mm. Apabila diameter roller dan ketinggian tulang rusuk diketahui, nilai muka hujung roller R dapat ditentukan dengan menentukan sudut α. Titik hubungan yang dikira oleh persamaan sebenarnya adalah titik tengah bebibir, termasuk ukuran alur minyak, dan pengiraan yang lebih tepat harus mengecualikan ukuran alur minyak, titik tengah titik H1. Oleh itu, ia harus dipinda seperti berikut:
Paksa pada bebibir:
Untuk memastikan daya seragam, jarak hubungan antara muka hujung roller dan pinggir tulang rusuk harus lebih besar daripada atau sama dengan 0. Mampatan hubungan titik keluli keluli adalah seperti berikut:
Dalam formula, pekali η δ boleh didapati dalam jadual [4]; Σ ρ adalah fungsi jumlah kelengkungan utama, dan persamaan pengiraannya adalah seperti berikut:
Menurut hubungan geometri dalam Rajah 2B, jurang maksimum adalah seperti berikut:
δ hendaklah ≤ s. Nilai α dan R dapat diperoleh dari persamaan (5) ~ (10), dan daya paksi FA roller dapat disederhanakan kerana jumlah daya galas paksi diagihkan secara merata ke setiap roller. Sebenarnya, menurut pengalaman, α umumnya antara 10' dan 30'. Apabila keadaan kerja galas adalah kelajuan rendah dan beban berat, sudut pesongan yang besar harus diambil untuk membentuk filem minyak. Berbanding dengan kenalan satah, filem minyak lebih mudah dibentuk di sekitar titik kontak. Dalam proses gelongsor, filem minyak dapat menghilangkan panas. Harus diingat bahawa algoritma tidak tepat, algoritma yang lebih tepat harus menggunakan teori EHL yang berkaitan. Untuk latihan kejuruteraan, algoritma mudah dan praktikal, dan dapat mengira nilai sudut α secara kasar. Lebih-lebih lagi, sukar untuk mengawal dengan tepat nilai tetap tertentu antara 10' - 30' dalam ketepatan pemesinan semasa. Dalam julat toleransi tertentu, algoritma di atas dapat dianggap betul.
2.3 mengoptimumkan permukaan sentuhan gelang penahan tengah
Terdapat kawasan hubungan yang luas antara cincin penahan tengah dan cincin luar dan muka hujung roller. Bahagian bawah cincin penahan tengah dirancang sebagai tulang rusuk condong dan alur minyak dirancang. Ia dapat mengurangkan kawasan gelongsor dan meningkatkan cara penyejukan minyak.
2.4 mengoptimumkan struktur sangkar
Penahan kimpalan pasca masih digunakan. Dalam proses kerja galas, sokongan digunakan untuk membimbing dan memusatkan roller untuk mengelakkan roller daripada miring, sehingga permukaan kontak antara strut dan lubang strut roller akan menghasilkan hentaman dan geseran gelongsor. Untuk memperbaiki keadaan hubungan antara permukaan penyokong dan lubang penyangga roller dalam proses putaran, dan mengurangkan geseran di antara mereka, lubang strut roller dilekatkan dengan halus untuk memperbaiki pendaftaran kekasaran permukaan lubang strut roller dan meningkatkan kestabilan operasi roller. Langkah ini juga untuk mengelakkan strut dan roller tidak sesuai, roller akan bergetar atau miring, sehingga roller akan menghasilkan geseran gelongsor tambahan di raceway, dan meningkatkan daya dan geseran tulang rusuk.
Pada masa yang sama, tinggalkan cerun di kedua hujung lubang strut roller atau lakukan rawatan chamfering yang besar, yang dapat mengurangkan kawasan hubungan antara strut dan lubang roller, dan mengurangkan tekanan ricih roller ke strut; pada masa yang sama, kendalikan toleransi diameter lubang tiang pada mesin basuh, toleransi jarak antara dua lubang tiang bersebelahan dalam arah lilitan, dan kualiti kimpalan kepala tiang, untuk memastikan ketepatan pemasangan roller dan sokongan.
2.4 mengoptimumkan kekasaran perlumbaan
Kekasaran permukaan kerja mempunyai pengaruh besar terhadap ketahanan aus. Semakin baik kualiti permukaan, semakin kondusif untuk pembentukan filem minyak, sehingga dapat mengurangkan pekali geseran, mengurangkan pemanasan geseran, dan juga memperlambat keausan permukaan landasan pacu. Dalam keadaan beban berat, galas menanggung beban radial yang besar, yang dengan mudah menyebabkan tekanan sentuhan yang tinggi pada permukaan kerja. Sekiranya kekasaran permukaan kerja tidak baik, puncak gelombang dan palung seperti takuk dan retak sudut tajam, yang sensitif terhadap kepekatan tekanan, sehingga mempengaruhi kekuatan keletihan bahagian. Hasil kajian menunjukkan bahawa parameter ketinggian puncak kekasaran mempunyai pengaruh yang paling jelas terhadap taburan tekanan dan ketebalan filem minyak. Dengan peningkatan ketinggian puncak kekasaran, bilangan dan amplitud puncak tekanan meningkat, sementara ketebalan filem minyak minimum menurun. Apabila panjang gelombang kecil, perubahan kecil dari ketinggian puncak akan menyebabkan kenaikan mendadak dalam kenaikan suhu maksimum filem minyak. Apabila panjang gelombang besar, kenaikan suhu maksimum filem minyak tidak sensitif terhadap perubahan ketinggian puncak. Dari penelitian yang berkaitan dapat dilihat bahawa pengaruh kekasaran permukaan terhadap pembentukan filem minyak dan kenaikan suhu sangat kompleks.
Dalam kes ini, landasan pacu ferrule adalah superfinishing. Ia bukan sahaja dapat mengurangkan kekasaran permukaan tetapi juga membentuk tekstur yang lebih baik, memperbaiki sepenuhnya ciri pelinciran elastohidrodinamik pada landasan lumba, mengurangkan geseran gelongsor bergulir, dan mengurangkan kenaikan suhu. Dengan menggunakan peralatan mewah 1.6m magerle superfinishing, kekasaran raceway boleh mencapai di bawah Ra0.2. Pada masa yang sama, ketepatan lumba lumba juga dapat membentuk profil cembung, yang dapat meningkatkan tekanan hubungan lintasan lumba dengan ketara.
3. Kesan pengoptimuman
Melalui langkah-langkah pengoptimuman di atas, bantalan yang dioptimumkan telah dipasang di kilang keluli untuk penggunaan percubaan, dan keadaan servis galas telah dilacak dan direkam. Di bawah keadaan kerja dengan kelajuan maksimum 250r / min dan daya putaran maksimum sekitar 1000t, hingga sekarang (sudah digunakan selama 5 bulan), tidak ada fenomena suhu yang terlalu tinggi pada galas. Galas yang dioptimumkan memenuhi keadaan kerja setelah kelajuan meningkat.
4. Kesimpulan
Peningkatan kepantasan dan peningkatan kecekapan telah menjadi trend pembangunan industri besi dan keluli di masa depan. Reka bentuk galas roller silinder empat baris juga harus dikembangkan ke arah mengurangkan kenaikan suhu. Langkah-langkah yang diambil adalah untuk mengurangkan geseran gelongsor permukaan sentuhan di satu pihak dan mengkaji langkah-langkah yang berkesan untuk menanggung penyebaran haba di pihak lain. Pada masa ini, teori pemanasan galas dan pelesapan haba masih memerlukan kajian yang lebih mendalam dan sistematik, dan teori yang berkaitan harus secara aktif diubah menjadi praktik dalam aplikasi kejuruteraan, terutama pada tahap pengembangan dan reka bentuk galas.
Sila periksaPanduan Produkuntuk memilih galas yang sesuai untuk jentera anda.
E-mel:sales@tedin-bearing.com