主要零部件设计方案教学

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1、第四节主要零部件设计之二辊筒轴承主要零部件设计4.2辊筒轴承压延机辊筒承受着强大的工作负荷，这些负荷最终全部由辊筒两端的轴承来承受。因此，辊筒轴承所承受的载荷是很大的，一般可达几10t、上100t。再加上辊筒转速低，而工作温度高，因此，工作条件十分恶劣。一般说来，辊筒轴承应满足下列要求：1）承载能力要大，轴瓦和轴颈之间摩擦系数要小，以确保辊筒轴承寿命长，功率损耗小；2）传热性能好，热膨胀系数小，以确保轴承的散热和轴承间隙；3）轴颈和轴瓦的间隙选择和油孔开设要合理，确保轴颈和轴瓦之间具有良好的润滑状态和回转精度。目前用于辊筒的有滑动轴承、滚动轴承。辊筒轴承1、滑动轴承的结构1）结

2、构组成辊筒滑动轴承的结构如图所示。可见，辊筒滑动轴承主要由轴承体、轴瓦、压盖、油封等零件组成。1-压盖；2-油封；3-外侧半压盖4-高压石棉橡胶垫；5-挡油环；6-轴承体；7一机架；8-轴衬辊筒轴承2）特点压延机滑动轴承的结构大体上与开炼机的相同，但它具有如下特点：轴承体较小；采用稀油强制润滑与冷却，并配有过滤冷却设备；轴衬由扇形轴瓦构成，由于轴承所在位置不同，轴瓦角度也不同；同一台压延机不同辊筒的轴承不能互换；精度要求高，轴承的间隙需要减至最低限度，以减少半制品误差。辊筒轴承3）轴衬（瓦）轴瓦直接和轴颈接触并支承轴颈运动，是决定轴承性能的关键件。a、轴瓦的材料轴瓦的材料通常采

3、用锡青铜：ZQSn10-1、ZQSn8-12、ZQSn10-10、ZQSn5-25、ZQSn7-17等。其中ZQSn10-1和ZQSn8-12应用较广。尤其是ZQSn10-1是一种较好的减摩材料，因为这种合金里含有Cu3P，所以硬度高、耐磨性强，比较适用于做辊筒那样的重载轴承。辊筒轴承b、轴承的润滑和冷却辊筒轴承通常采用稀油进行强制循环润滑和冷却。稀油通过油孔引入后，由油沟进行输送和分配。开设油孔应注意：a）油孔一般在不加压区或同时在不加压区和加压区各设一个；b）设置一个油孔时，油孔的位置以设置在轴瓦加压区中点前方90º～120º范围内较好，而且油孔应在油沟（一般为轴向开设）的

4、偏前方（如下图所示）。辊筒轴承c）当辊筒没有拉回装置时，单进油孔就不行，必须开设两个进油孔。因为当辊筒空运转时，辊筒在自重作用下位于最低位置，正好把油孔堵死，油无法进去。所以为同时考虑辊筒空转和负荷运转时的润滑，必须开设两个进油孔，如图b所示。辊筒轴承c、轴瓦的几何尺寸轴瓦的几何尺寸一般根据辊筒轴颈的几何尺寸确定。轴颈的直径d通常取辊筒直径D的0.65～0.70倍;轴瓦的内径D’为轴颈d加2倍的轴承径向间隙Δ；轴瓦的长度L通常取1.1～1.2倍轴瓦的内径D’。辊筒轴承4）轴承体的结构为了润滑、密封的可靠和加工制造方便，近代压延机都采用整体式轴承体结构，轴承体的内孔形状由轴瓦的外

5、形结构而定，而其外形则根据工作性质和使用要求确定。压延机的辊筒轴承体外形有固定式、移动式和自动调心移动式等几种结构。a、固定式轴承体固定式轴承体在整机装配调整后轴承位置就固定在机架窗孔而不再活动。通常用楔块调整定位。S型四辊压延机的Ⅲ号辊筒和三辊压延机的中辊轴承通常就是这种结构。辊筒轴承b、移动式轴承体移动式轴承体即在装配后轴承体可以沿着机架滑槽移动，以实现辊距的调节。四辊压延机的Ⅰ、Ⅱ号辊筒轴承和三辊压延机的Ⅰ号辊轴承体通常采用这种形式。c、自动调心式移动式轴承体既能通过调距装置相对机架滑槽移动，又能通过轴线交叉装置相对机架滑槽的某一方向转动一个角度。四辊压延机的IV号辊筒三

6、辊压延机的Ⅲ号辊筒轴承体通常为这种结构形式。轴承体辊筒轴承d、轴承体的尺寸轴承体的宽度B。考虑辊筒从机架滑槽装卸起见，它通常比辊筒直径大50mm，即B=D+50mm左右(D为辊筒工作部分外径)。轴承体高度h。为保证两辊间距为零时，轴承体外壳不相互接触，故通常取尺寸h=D/2-(5～10)（mm）轴承体的轴向长度LL为轴瓦接触长度加上两端回油槽宽度。e、轴承体材料通常用铸钢或优质灰铸铁制造。铸后应进行人工时效处理。辊筒轴承2、辊筒轴承的边界润滑设计和轴承间隙的确定1）边界润滑作为滑动轴承，摩擦状态有边界润滑摩擦、液体润滑摩擦或半液体润滑摩擦，由于压延机辊筒轴承是在低速、大负荷、高

7、温条件下工作，尽管多年来曾力图实现液体润滑状态，但经验证明，这种轴承很难避免产生大量铜屑，而实际处于边界润滑状态。故压延机的辊筒轴承应以边界润滑状态进行设计计算比较合理。辊筒轴承滑动轴承的边界润滑状态设计通常采用限制轴承单位面积压力p的办法。为了保证不产生过度的磨损，应限制轴承的单位面积压力，即:式中Pmax--作用在轴承上最大计算载荷（N）D’--轴瓦的内径（cm）L---轴瓦的有效工作长度（cm）[p]---许用轴承压力（N／cm2），其值依摩擦副的材料及其工作条件而定，对压延机辊筒轴承