钢包旋转塔回转轴承连接螺栓预紧力计算.pdf

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1、总第219期河北冶全Tota1NO2I92014年第3期HEBEIMETALLURGY2014，Number3钢包旋转塔回转轴承连接螺栓预紧力计算刘念，闻臻(武汉钢铁(集团)公司研究院，湖北武汉430080)摘要：钢包旋转塔是连铸机的关键设备，而回转轴承是钢包旋转塔的重要部件，回转轴承的连接螺栓的紧固情况直接关系到轴承的使用寿命。对螺栓的预紧力进行了计算，并采用有限单元法对螺栓的变形进行了分析。实践证明，计算的预紧力能够保证轴承正常运转和较长的使用寿命。关键词：钢包旋转塔；回转轴承；螺栓预紧力；伸长量中图分类号：TF341．1文献标识码：A文章编号：100

2、6—5008(2014)03—0027—03doi：10．13630／j．cnki．13—1172．2014．0308CALCULATIONOFPRETIGHTENINGFORCEFORCONECTINGBOLTOFSLEWINGBEARINGOFLADLEROTATINGTOWERLiuNian，WenZhen(ResearchInstitute，WuhanIronandSteel(Group)Company，Wuhan，Hubei，430080)Abstract：Ladlerotatingtoweristhekeyequipmentofcaster，a

3、ndtheslewingbearingisitsimportantpart．Andthatiftheconnectingboltsoftheslewingbearingaretightenedisdirectlyrelatedtotheworklifeofthebearing．Itiscalculatedthepre—tighteningforceofthebolt，analyzedthedeformationoftheboltwithfiniteelementmethod．Itisprovedinpracticethatthecalculatedpre—

4、tighteningforcecanguaranteethenormaloperationandlongerlifeofthebearing．KeyWords：Ladlerotatingtower；slewingbearing；pre—tighteningforce；elongation0引言1结构分析钢包旋转塔是连铸设备中关键的设备之一，负回转轴承分别通过88个螺栓与钢包旋转塔的责将钢包从接收位运送到浇铸位。某钢厂一个装满基座和旋转体连接，连接螺栓的分布和连接方式如钢水的钢包重量可达到420t，两个臂同时支撑装满图1、图2所示。钢水的钢包时，钢包旋转塔承

5、受相当大的负载。而用于旋转的辊式回转轴承又是钢包旋转塔的关键部件，回转轴承的旋转使得钢包从接收位转到浇铸位，完成钢包旋转塔的运送功能，回转轴承的正常运转直接关系到连铸机的正常生产。因此延长回转轴承的使用寿命显得非常重要。对于大直径的轴承而言，其使用寿命主要取决于螺栓的连接，对连接螺栓施加适当的预紧力可以提高轴承的使用寿命。本文主要对某钢厂钢包旋转塔回转轴承的连接螺栓的预紧力进行计算与分析。收稿日期：2014—0l一07作者简介：刘念(1983一)，男，工程师，2008年毕业于武汉科技大学机械设计及理论专业，现在武钢研究院从事设备管理工作，E—mail：图1

6、连接螺栓分布图liunian0518@163．comFig．1Distributiondiagramofconnectingbolts27总第219期量。即将每个部分的应变(6)相加得出总应变6，而△已知，根据(4)式便可求出需要的预紧力。3预紧力计算将旋转塔的内圈螺栓和外圈螺栓划分为7部分，如图3所示。外圈螺栓内螺栓1ij}：一I冀IY，／，，，i‘＼≈F—寸一二二l警【IJ图2螺栓连接不意图lⅡfFig．2Diagramofboltconnecting图3螺栓各部分尺寸图1中与基座连接的88个螺栓在内侧，称之为Fig3Sizesofdifferentp

7、artsofbolt内圈螺栓；与旋转体连接的88个螺栓在外侧，称之内圈螺栓和外圈螺栓除了长度有所差别外，受为外圈螺栓。根据轴承安装要求，内圈螺栓要求在力状况基本一致：z段为螺纹张紧装置作用处，，2段施加预紧力时，螺栓的伸长量△L；：1．1mm；而外为与螺母接触段，z，为弹性自由螺纹段，z为螺栓圈螺栓要求在施加预紧力时，螺栓的伸长量△L=光杆段，Z为弹性自由螺纹段，z为与螺母接触段，1．0mm。z为无受力无变形螺纹段。2理论基础各段在单位力作用下的变形分别为：由虎克定律可知：AL6。==鲁E(、1一)式中，△￡——物体的变形量；去，J——物体的原始长度；艿—

8、—在力的作用下产生的应力；式中，A——为螺栓光杆截面积(即A==E