Инженерна логика за проектиране и производство на корпуси на ролкови лагери (част 1)

В цялостното оборудване на валцовите станове за плочи и ленти, корпусът на лагера често се разглежда просто като кутия за монтиране на лагери. Всъщност той не само изпълнява функцията за монтиране и позициониране на лагерите, но и участва пряко в предаването на силата на валцоване, поддържайки твърдостта на валцовата система, контролирайки точността на формата на плочата и осигурявайки дългосрочната експлоатационна надеждност на оборудването. При производствените линии за горещо валцоване, студено валцоване и валцоване на фолио има значителни разлики в проектния фокус, избора на материали, точността на обработка и изискванията за проверка на корпуса на лагера.

1. Корпусът на лагера трябва да се разбира според функцията на валците на валцовата мелница.

В конструкцията на валцовия стан, корпусът на лагера е монтиран в двата края на ролките и се използва за поместване на лагерите и пренасяне на търкалящото натоварване към рамката или рамковата система на машината. Обикновено корпусът на лагера се идентифицира в полето според две измерения: едното е разделено на корпус на работен ролков лагер, корпус на междинен ролков лагер и корпус на поддържащ ролков лагер според функцията на ролката; другото е разделено на горен ролков лагер, долен ролков лагер, страна на предаване и работна страна според позицията на монтаж. Комбинацията от това образува точни наименования като дддххх горен корпус на работен ролков лагер от страната на предаванеддххх и дддххх долна работна страна корпус на поддържащ ролков лагерддххх.

Значението на този метод за класификация се състои в това, че различните ролки изпълняват различни функции, а формата на натоварване, честотата на смяна на ролките, ограниченията в пространството, методите на смазване и изискванията за прецизност на корпуса на лагера също са различни. Следователно, конструкцията на корпуса на лагера не може просто да се раздели на горещо валцоване, студено валцоване, фолио валцоване и първо трябва ясно да се определи дали той обслужва работната ролка, междинната ролка или опорната ролка.

2. Фокус върху дизайна на различните корпуси на ролкови лагери

Работната ролка участва пряко в деформацията на метала и е компонентът с най-висока честота на смяна на ролките и най-сложното динамично натоварване във ролковата система. Съответният корпус на лагера на работната ролка обикновено трябва да издържа на променливи натоварвания, ударни натоварвания, както и на контролни сили за формата на плочата, като огъване и усукване. Фокусът на дизайна е върху устойчивостта на умора, удароустойчивостта, износоустойчивостта на водещата повърхност, удобната смяна на ролките и съчетаването на интерфейсите с огъващия блок, количката за смяна на ролките, заключващото устройство и системата за смазване.

Носещата ролка поема основно силата на търкаляне, а корпусът на лагера е с голям обем и тегло. Той е ключов носещ компонент в системата за коравината на валцовия стан. Фокусът при проектирането му е върху общата статична твърдост, точността на позициониране на отвора за лагера и повърхността на прозореца, надеждността на монтажа на лагера, контрола на остатъчното напрежение и дългосрочната размерна стабилност. За големи горещовалцови станове, корпусът на лагера на носещата ролка трябва също да отчита ударните натоварвания, границата на безопасност и удобството за поддръжка на място.

Междинният вал се използва най-вече в шествалцови валцови станове, HC валцови станове, UCM валцови станове и някои многовалцови валцови станове и е тясно свързан с струновите валци, огъващите валци и системата за контрол на формата на плочата. Конструкцията на лагерния му корпус е сравнително компактна в пространството, със сложни интерфейси и изисква по-висока точност на размерите и групова консистенция. Фокусът е върху осигуряване на точността на насочване на струновите валци, контрол на деформацията на отклонението и разумно подреждане на структурите за смазване, охлаждане и уплътняване.

3. Разлики в условията на работа на лагерните корпуси за горещо валцуване, студено валцуване и валцуване на фолио

Основните изисквания към корпуса на лагера за горещо валцуващи машини са якост, устойчивост на удар и адаптивност към гореща среда. В зоната за горещо валцуване има високотемпературна радиация, оксиден камък, ерозия от водни пари и големи колебания на силата на валцоване. Въпреки че корпусът на лагера не е в директен контакт с горещата заготовка, той винаги е в неблагоприятна среда. Следователно, трябва да се обърне внимание на коефициента на структурна безопасност, износоустойчивостта на контактната повърхност, защитата на уплътненията, надеждността на смазването и поддръжката. Материалите могат да бъдат избрани от лята стомана, легирана лята стомана, сферографитен чугун или кована стомана въз основа на конструктивния размер, нивото на натоварване и производствената икономия. Не може просто да се предположи, че определен тип корпус на лагер трябва да използва определен вид материал.

Основните изисквания към корпуса на лагера за студено валцуващи се машини са твърдост, точност и динамична стабилност. Скоростта на студено валцуване е висока, а изискванията за контрол на формата и дебелината на плочата са строги. Незначителни деформации, промени в хлабината или грешки в монтажа на корпуса на лагера могат да повлияят на стабилността на валцоване и качеството на продукта. Проектирането му трябва да се фокусира върху точността на отвора на лагера, направляващата повърхност на прозореца, позициониращата повърхност и интерфейсите, свързани с огъващи ролки, струнови ролки, AGC и др. В същото време трябва да се вземе предвид и контролът на вибрациите по време на високоскоростна работа и повторяемостта на точността на позициониране след многократна смяна на ролките. 

Основното изискване към корпуса на лагера за валцоване на фолио е висока точност, ниски вибрации и стабилност на размерите. Изключително тънките ленти, като алуминиево фолио и фолио за батерии, са изключително чувствителни към вибрациите на валцовия стан. Дори леки вибрации на ролките или локални деформации на корпуса на лагера могат да причинят вибрационни следи, вариации в дебелината или дефекти във формата на плочата по повърхността на лентата. Следователно, корпусът на лагера на машината за валцоване на фолио трябва не само да гарантира точност на позициониране и консистентност на сглобяването, но и да обърне внимание на структурното демпфиране, контрола на повишаването на температурата, уплътнението чрез смазване и адаптивността към чиста среда. Някои високопрецизни валцови машини могат да използват материали с добри демпферни характеристики, като например сферографитен чугун, но все пак е необходимо да бъдат проверени всеобхватно въз основа на натоварване, твърдост, контактно напрежение и стандарти на клиента.

4. Изборът на материали не може да се оценява просто по размер/дебелина/дебелина

Същността на избора на материал за корпуса на лагера е да се постигне баланс между якост, твърдост, жилавост, демпфиране, технологичност, цена и поддръжка.

Някои корпуси на лагери на работни ролки използват кована стомана или висококачествена легирана стомана, тъй като работните ролки се сменят често и са значително засегнати от удар и променливи натоварвания. Водещите повърхности, заключващите повърхности и зоните за монтаж на лагери са склонни към износване или умора. Кованата стомана има добра плътност, жилавост и устойчивост на умора, което е подходящо за работни условия с високо натоварване, висока прецизност или голям удар. Това обаче не означава, че всички корпуси на лагери на работни ролки трябва да използват кована стомана. Валцови машини със среден размер или неограничаващи работни условия могат също да използват лята стомана, сферографитен чугун или комбинирани конструкции.

Корпусите на големите опорни ролкови лагери често използват лята стомана или големи ляти конструкции поради големия им размер и сложна структура, като могат да съдържат смазочни канали, кухини за връщане на масло и повдигащи конструкции. Процесът на леене има предимства при формирането на големи и сложни конструкции и контрол на разходите. Стига качеството на леенето, термичната обработка и контролът на дефектите да са налице, той може напълно да отговори на изискванията за якост, твърдост и експлоатационен живот.

Стойността на сферографитния чугун се състои главно в неговите демпферни характеристики, способност за формоване на отливки и размерна стабилност. В някои чувствителни към вибрации прецизни валцови машини или машини за валцоване на фолио, той може да се използва като едно от материалните решения за намаляване на вибрационния отговор. Якостта, жилавостта и заваряемостта на сферографитния чугун обаче са различни от тези на стоманата и той не може да бъде директно заменен от стомана само защото има добро демпферно действие. Все още се изисква инженерна проверка.

5. Качеството на производство определя живота на лагерния корпус

Производството на корпуса на лагера не е прост процес на леене или машинна обработка, а систематичен инженеринг, който контролира еднакво материалите, термичната обработка, обработката, контрола и сглобяването.

На етапа на суровината, ключовите контролни точки включват химичен състав, вътрешни дефекти, включвания, свиване и порьозност, както и остатъчно напрежение от леенето и коването. Големите лагерни корпуси трябва да намалят рисковете за качеството чрез разумно проектиране на повдигащите се елементи и издатините, симулация на втвърдяване, процеси на коване и системи за термична обработка. Важно е да се отбележи, че изискванията за топене с висока чистота на валцувания материал не са пряко еквивалентни на всички изисквания за лагерните корпуси. Специфичните изисквания трябва да се определят въз основа на материала на лагерния корпус, работните условия и техническите споразумения.

На етапа на обработка ключовите контролни точки включват отвори за лагери, челни повърхности, направляващи повърхности за прозорци, повърхности за монтаж на облицовки, заключващи повърхности и системи от отвори за смазване. За корпуси на лагери за студено валцуване и фолио валцуване е важно също да се обърне внимание на груповата съгласуваност на множество корпуси за лагери, за да се избегне отклонение от централната линия на ролковата система, необичайни пролуки в прозорците или грешки при контрола на формата на плочата по време на сглобяването.

На етапа на инспекция, в допълнение към рутинните проверки на размерите, безразрушителният контрол, контролът на твърдостта, повторното измерване на критичната позиция на формата и необходимата проверка на пробния монтаж трябва да се комбинират с видовете материали и изискванията на клиента. За шестролкови, двадесетролкови и висококачествени машини за валцоване на фолио, има ясна размерна верига между корпуса на лагера, обшивката, клина, водещата релса и компонентите на лагерния монтаж, а натрупването на грешки трябва да се контролира от системна гледна точка.

6. От дддхххКупуване на Частидддххх до дддхххНадеждност на Системата за Купуванедддххх

След като корпусът на лагера се повреди, това не само засяга самата отделна част, но може да причини и изгаряне на лагера, претоварване на ролките, необичайна форма на плочата, вибрации на валцовата машина, непланирано спиране и дори повреда на рамата. В сравнение с разликата в покупната цена, загубите, причинени от спиране, ремонт и аварии с качеството, често са по-големи.

Следователно, при снабдяването с лагерни корпуси не само трябва да се сравняват единичните цени, но и да се оценяват възможностите на доставчика за проверка на дизайна, възможностите за контрол на материалите, опита в термичната обработка, възможностите за прецизна обработка, методите за инспекция и възможностите за решаване на проблеми в затворен цикъл на място. 

Guangwei Precision отдавна е силно ангажирана в изследванията и производството на основни компоненти за металургично оборудване. Тя доставя лагерни корпуси и свързани с тях основни компоненти за горещо валцуване, студено валцуване, валцуване на фолио и свързани с тях производствени линии за плочи и ленти. Нашият фокус е не само върху доставката на продукти, но и върху дългосрочната стабилна работа на лагерните корпуси в системата на валцовите машини. Чрез избор на материали, структурна оптимизация, контрол на точността на обработка, проверка на откриването и обратна връзка на място, ние предлагаме на клиентите по-надеждни, издръжливи и практични продукти и решения за лагерни корпуси.

Относно GW Precision

GW Precision Technology Co., Ltd. е национално сертифицирано високотехнологично предприятие, специализирано в производството на прецизни стоманени макари от 2006 г. - сред най-дългогодишните производители на стоманени макари в Китай. Продуктите на GWspool обслужват приложения за навиване на алуминиеви, медни, неръждаеми и силициеви стоманени листове и фолио, с клиенти в множество страни по света.

Уебсайт:www.gwspool.com

Контакт: guangwei@gwspool.com | +86-13837907701