资源描述：
《2350铝箔轧机工作辊止推轴承寿命及事故分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2350铝箔轧机工作辊止推轴承寿命及事故分析燕山大学陈占福申光宪束学道摘要本文分析了2350高速铝箔轧机操作侧止推轴承寿命低及发生烧熔事故的原因,给出了具体的计算结果。针对存在的问题提出了具体解决方案。叙词铝箔轧机工作辊止推轴承事故分析AbstractThispaperdealswiththereasonswhythelifeofangularcontactthrustballbearingismuchloweranditwasfrequentlydamagedowingtosuperheatonopera2tionsid
2、eofthework2rollin2350highspeedaluminiumfoilmill.Somecomputationre2sultsandthevaluablemeasuresweregivenoutinthispaper.Descriptorsaluminiumfoilmill,work2rollthrustbearing,accidentanalysisSKF)承受,因该轴承的外环与座孔之间留有足够的间隙,使得该轴承不承受径向载荷,全部轴承1前言90年代初,某大型铝业公司引进了三架由英(Mobil1#)。该轧
3、机设计轧制速均采用油雾润滑度为1800mƒmin(最高可达2000mƒmin),最大轧制力8MN,工作辊两侧轴承座上施加正或负弯辊力,最大为23×104Nƒ单边(一般为14×104Nƒ单边),平均卷重11吨,以1200mƒmin速度轧制时,轧完一卷需215小时左右。国DAVY公司设计制造的2350高速铝箔轧机,分别用作初轧机、中轧机和精轧机。三架轧机中,初轧机的辊径和轴承略大,某余部分的结构尺寸完全相同,该型轧机的工作辊和支承辊均采用四列短圆柱滚子轴承。在操作侧,支承辊加装双列调心止推滚子轴承,工作辊加装双列角接触球轴承,
4、上下工作辊两侧轴承座均施加正或负弯辊力。该轧机投产以来,中精轧机操作侧支承辊四列短圆柱滚子轴承和工作辊操作侧双列角接触球轴承的工作寿命极低,频繁出现异常烧熔及过早疲劳破坏现象,迫使生产中以降低轧制速度为代价(低于1000mƒmin)来保护轴承,以维持轧制生产。因而,轧机的效能因轴承问题而得不到有效发挥。据现场统计,中轧机1997年损耗双列角接触球轴承30多套。图1中轧机工作辊操作侧轴承装配下面是一组采自现场的参数:2原因分析图1为中精轧机工作辊操作侧轴承装配,v=998mƒmin(轧辊的转速n轧制速度:=1246rƒmin
5、)由铝箔入口厚度:t=010245mm四列圆柱滚子轴承承受径向载荷,轴向载荷由双列角接触球轴承(型号:305286D,150ƒ225ƒ73,轧出入制口张口张力:F=4390kN力:119kN力:516kN第一作者:陈占福,男,35岁,博士生,燕山大学(066004)1999No12·37·重型机械5316℃(上),工作辊操作侧轴承的温度:5413℃(下)。Α1Α2可靠性系数材料系数,一般材料取1,采用炉外精炼材料可取大于1使用条件系数理想状态下,工作辊受轴向力是很小的,约为轧制力的015～1%。一般认为:轧件的厚度(横截面
6、)不同、工作辊和支承辊磨损不均匀、工作辊和支承辊安装不正确导致它们之间的旋转轴线不平行是轧制时产生轴向力的主要因素。如轧辊交叉角达到0105°时,所引起的最大轴向力可达轧制力的5%12。中轧机工作辊操作侧双列角接触球轴承(型号:305286D,150ƒ225ƒ73,SKF)的额定动载荷为:C=199kN,下面采用Α3ΕP指数,对滚子轴承取10ƒ3轧辊轴承所受的名义载荷P=fd(XPr+YPa)负荷系数fd轴向力(kN):015%F017%F110%F2%F(h):轴承寿命996836321254155从计算结果可以看出,由
7、于设计时没有充分考虑轧机的几何行为对轴向力的影响,轴承的承载能力先天不足。另外,随轴向力的增大,轴承的寿命急剧降低。因此,控制轴向力在合理的范围之内,可以显著提高轴承的寿命。ISO281ƒ1-1977滚动轴承寿命计算公式(1)计算了不同轴向力时该轴承的疲劳寿命:6ΕL10=Α1Α2Α310C(h)(1)60nP式中L10轴承失效概率为10%时的寿命图2工作辊操作侧辊径弯曲计算简图图32350铝箔轧机工作辊操作侧机构简图a—空载状态b—负载状态工作辊轴承座上施加正或负弯辊力,这将使辊颈发生弯曲,考虑到轧辊所受到的约束和载荷,
8、不合理的约束造成的。我们用自编的接触边界元程序计算了该轧机工作辊操作侧止推轴承的接触压力分布,计算结果(如图4)说明轴承内部严重偏载。可用图2所示的简化模型进行计算。图中FW为弯辊力,作用在四列短圆柱滚子轴承的中截面上;截面C为止推轴承的中截面。用材料力学悬臂梁受集中力的公式计算得C点的挠度和转角分别为
