Vietējā tērauda rūpnīcā ir palielināts velmētavu ātrums, kā rezultātā uz rezerves ruļļa paaugstinās četru rindu cilindrisko rullīšu gultņu temperatūra. Ņemot vērā šo problēmu, tiek aprēķināts un salīdzināts gultņa berzes moments un siltumspēja pirms un pēc ātruma palielināšanas. Tas parāda, ka ātruma ietekme uz berzes griezes momentu nav acīmredzama, un tā ir aptuveni proporcionāla siltuma vērtībai. Gultņa temperatūras paaugstināšanās ir optimizēta. Galvenie veiktie pasākumi ir samazināt bīdāmo detaļu saskares laukumu, pievienot dzesēšanas eļļas kontūru, samazināt saskares virsmas raupjumu, optimizēt gultņu eļļas atveri un uzlabot siltuma izkliedes efektu. Tiek piedāvāta vienkāršota aprēķina metode ruļļa gala virsmas un ribas saskarei. Pēc uzklāšanas optimizētā gultņa temperatūras paaugstināšanās acīmredzami palēninās un tiek uzlabots kalpošanas laiks.
Nepārtraukti veicinot piedāvājuma puses strukturālo reformu un nepieredzēti smagu spiedienu uz vides aizsardzību, liels skaits tērauda rūpnīcu ir iekļautas ražošanas jaudas rindās. Tomēr pašmāju lielās tērauda rūpnīcas pagaidām ir deficīts. Tāpēc rites ātrums ir palielināts, lai sasniegtu mērķi palielināt efektivitāti. Četru rindu cilindriskā rullīšu gultņa ātrums 1250 aukstās velmēšanas līnijas rezerves rullim tērauda rūpnīcā tiek palielināts no 197 R / min līdz 257 R / min ar tādu pašu rites spēku un eļļošanas režīmu. Pēc ātruma palielināšanas gultņu temperatūra daudzkārt paaugstinās un trauksme apstājas. Saskaņā ar nepilnīgu statistiku, šis modelis ir izmantots aptuveni 200 līnijās gandrīz 20 vietējās tērauda rūpnīcās, un tirgus izmantošanas līmenis ir ļoti augsts, un tam ir noteikta vērtība tā optimālajai konstrukcijai. Četru rindu cilindriskā rullīšu gultņa struktūra ir parādīta 1. attēlā. Kopējais izmērs ir Φ 690 × Φ 980 × 750, materiāls ir G20Cr2Ni4A, būris ir metināts ar kolonnu, precizitātes pakāpe ir P5, nestspēja Cr ir 20700 kN, kor ir 56500 kN.
1. Ātruma palielināšanas ietekme
1.1 berzes griezes momenta izmaiņas
Gultņa temperatūras paaugstināšanos galvenokārt izraisa berze gultņa iekšpusē darba procesā. Gultņu berzes momenta aprēķināšanai ir daudz formulu, un šeit tiek izmantota Harris TA formula.
Formulai: m ir kopējais berzes attālums, Nmm; M0 ir gultņa berzes attālums bez slodzes, M1 ir slodzes radītais berzes attālums, Nmm; F0 un F1 ir empīriskie koeficienti; ν ir smēreļļas kinemātiskā viskozitāte, mm2 / S (smēreļļas bāzes eļļas viskozitāte); n ir gultņa ātrums, R / min; P ir ekvivalenta slodze, N; Dpw ir piķa diametrs, mm.
Katalogā parametru vērtības ir šādas: F0=2, F1=0,0003, ν=12mm2 / s, n=197r / min pirms ātruma palielināšanas, 257r / min pēc ātruma palielināšanas, DPW=836mm, maksimālais rites spēks pielietošanas apstākļos ir apmēram 1000 tonnas, P=5 × 106n. Aprēķinu rezultāti ir parādīti 1. tabulā.
No iepriekš redzamās tabulas redzams, ka, palielinoties ātrumam par 30,46%, gultņa berzes moments M0 bez slodzes palielinās par 19,39%, un slodzes radītais berzes moments M1 nemainās. Tomēr lielās slodzes dēļ M1 veido lielu daļu no kopējā berzes griezes momenta, un kopējais berzes moments palielinās tikai par 0,32%. Acīmredzot gultnis pieder pie ātrgaitas un lieljaudas stāvokļa. Šajā laikā slodze ir galvenais faktors, kas izraisa gultņu berzes griezes momentu, un ātruma maiņa maz ietekmē gultņa kopējās berzes attāluma izmaiņas.
1.2 gultņa siltumspējas maiņa
Siltuma siltumspējas aprēķina formula ir šāda:
Kur q ir siltumspēja, W. Aprēķinā tiek aizstāts berzes moments un ātrums, un rezultāti ir parādīti 2. tabulā.
No iepriekšminētā aprēķina redzams, ka gultņa kopējais berzes moments palielinās par 0,32%, bet gultņa siltumspēja palielinās par 30,87%. Sakarā ar nelielu berzes griezes momenta izmaiņām, proporcionāli palielinās siltumspēja (palielinājās par 30,87%) un rotācijas ātrums (palielinājās par 30,46%). Rezultāti arī parāda, ka, lai gan gultņu apkure rodas no dažādām iekšējām rites bīdāmajām berzēm, nav pareizi saprast, ka tikai gultņu berzes griezes momenta samazināšana var atrisināt gultņu sildīšanas problēmu. Šajā gadījumā var redzēt, ka gultņu sildīšana galvenokārt ir saistīta ar slodzi un ātrumu.
2. Velmētavas gultņu optimizācijas dizains
No iepriekš minētās analīzes var redzēt, ka gultņa siltuma jauda palielinās vairāk, un ir jāveic pasākumi siltuma izvadīšanai. Gultņa siltuma pārneses režīmi galvenokārt ir siltuma vadīšana, siltuma konvekcija un siltuma starojums. Gultņu sildīšanas efektivitātes un siltuma izkliedes efektivitātes aprēķins ir ļoti sarežģīts. No attiecīgajiem aprēķina vienādojumiem var redzēt, ka galvenie parametri, kas ietekmē siltuma izkliedes efektivitāti, ir saskares spriegums, slīdēšanas ātrums, ar eļļas plēvi saistītie parametri un kontakta laukums. Tāpēc, lai izpildītu ekspluatācijas prasības pēc darba apstākļu maiņas, optimizācijas dizaina ideja ir šāda:
1) bīdāmā daļa samazina kontakta laukumu;
2) bīdāmā daļa ir aprīkota ar dzesēšanas eļļas kontūru;
3) Samaziniet saskares virsmas raupjumu un optimizējiet apstrādes faktūru;
4) Optimizējiet gultņu eļļas atveri, palieliniet skaitu un diametru.
2.1 gultņu soļa apļa izmēra optimizācija
Apļa siltuma vērtību var regulēt tikai no siltuma ražošanas vienādojuma. Šis vienādojums nav balstīts uz gultņa iekšējo kontaktu. Var redzēt, ka DPW samazināšana ir izdevīga berzes griezes momenta samazināšanai. Jo īpaši M0 ir pozitīvi korelēts ar piķa apļa diametra trešo jaudu, kas ievērojami mainās.
Turklāt berzes siltums tiks radīts arī tad, kad ritošais elements griešanās laikā iet caur smērvielu gultņa dobumā. Aprēķina vienādojums ir šāds:
Šajā formulā hrdrag ir berzes sildīšanas ātrums; ω m ir veltņa apgriezienu ātrums, rad / S; FV ir viskozs vilces spēks, N; Z ir veltņu skaits; J ir konversijas konstante no nm / s uz W. Var redzēt, ka berzes sildīšanas ātrums ir tieši proporcionāls piķa diametram un veltņa apgriezienu ātrumam. Iekšējās dobuma smērvielas uzsildīšanas ātrums līdz veltnim palielinās pēc ātruma palielināšanas, kas netieši norāda, ka jo vairāk smērvielu, jo labāk.
Visbeidzot, gultņa iekšējā struktūra ir optimizēta, lai samazinātu gultņa piķa apļa izmēru. Piķa diametrs ir saistīts arī ar gultņa slodzi un kalpošanas laiku, un samazinājums ir ierobežots.
2.2 optimizēt kontaktu starp gredzena atloku un ritošo elementu
Cilindriskais rullīšu gultnis galvenokārt iztur radiālo slodzi, kā arī aksiālo slodzi atkarībā no gredzena atloku. Kontakta virsmā ātruma starpības dēļ starp veltņa gala virsmu un ribu ir bīdāma berze. Ja bīdīšana veltņa abos galos ir atšķirīga, jo lielāks ir berzes spēks, veltnis darba procesā pat sašķiebsies. Rullīšu gala virsmas un gredzena atloka ģeometrija būtiski ietekmē bīdāmo berzi un eļļas plēves veidošanos starp tām. Parasti tiek uzskatīts, ka punktveida kontakta berzes efekts ir vislabākais, salīdzinot ar virsmas kontaktu. Lai uzlabotu kontakta stāvokli starp veltņa gala virsmu un ribu, veltņa gala virsma pieņem lodītes pamatnes virsmu, un gredzena riba pieņem slīpo ribu. Izmantojot teorētiskos aprēķinus, tiek kontrolēts kontaktpunkta stāvoklis starp veltņa sfēriskās pamatnes virsmas centru un gredzena ribu, lai panāktu vislabāko eļļošanas stāvokli. Aprēķins ir šāds.
2. attēlā h ir ribas augstums, H1 ir ribas augstums bez eļļas atveres lieluma, a ir viduspunkts, R ir veltņa gala virsmas loks, saskares leņķis ir α un S ir maksimālais klīrenss. Attēlā 2A ir redzamas attiecības
Kur DW ir veltņa diametrs, mm. Ja ir zināms veltņa diametrs un ribu augstums, rullīšu gala virsmas R vērtību var noteikt, nosakot leņķi α. Saskares punkts, kas aprēķināts pēc vienādojuma, faktiski ir atloka viduspunkts, ieskaitot eļļas rievas izmēru, un precīzākam aprēķinam jāizslēdz eļļas rievas izmērs, punkta H1 viduspunkts. Tāpēc tas ir jāgroza šādi:
Spēks uz atloku:
Lai nodrošinātu vienmērīgu spēku, kontakta attālumam starp veltņa gala virsmu un ribas malu jābūt lielākam vai vienādam ar 0. Tērauda tērauda kontaktpunkta saspiešana ir šāda:
Formulā η δ koeficients atrodams tabulā [4]; Σ ρ ir galvenā izliekuma summas funkcija, un tās aprēķina vienādojums ir šāds:
Saskaņā ar ģeometriskajām attiecībām 2.B attēlā maksimālā atstarpe ir šāda:
δ ir ≤ s. Α un R vērtības var iegūt no (5) ~ (10) vienādojuma, un veltņa aksiālo spēku FA var vienkāršot tā, ka gultņa kopējais aksiālais spēks ir vienmērīgi sadalīts katram veltnim. Faktiski, saskaņā ar pieredzi, α parasti ir no 10' un 30'. Ja gultņa darba stāvoklis ir mazs ātrums un liela slodze, eļļas plēves veidošanai jāņem liels novirzes leņķis. Salīdzinot ar plaknes kontaktu, eļļas plēvi ir vieglāk veidot ap punktu kontaktu. Bīdīšanas procesā eļļas plēve var noņemt siltumu. Jāatzīmē, ka algoritms nav precīzs, precīzākam algoritmam jāizmanto attiecīgā EHL teorija. Inženieru praksē algoritms ir vienkāršs un praktisks, un ar to var aptuveni aprēķināt leņķa α vērtību. Turklāt ir grūti precīzi kontrolēt noteiktu fiksētu vērtību starp 10'- 30' pašreizējā apstrādes precizitātē. Noteiktā pielaides diapazonā iepriekš minēto algoritmu var uzskatīt par pareizu.
2.3 optimizējiet vidējā stiprinājuma gredzena saskares virsmu
Starp vidējo fiksējošo gredzenu un ārējo gredzenu un veltņa gala virsmu ir liela saskares zona. Vidējā stiprinājuma gredzena apakšējā puse ir veidota kā slīpa riba, un ir izveidota eļļas rieva. Tas var samazināt bīdāmo zonu un palielināt dzesēšanas eļļas ceļu.
2.4 optimizēt būra struktūru
Joprojām tiek izmantots pēcmetināšanas fiksators. Gultņu darba procesā balsts tiek izmantots, lai virzītu un centralizētu veltni, lai novērstu veltņa šķībumu, tāpēc saskares virsma starp statni un veltņa statņa atveri radīs triecienu un bīdāmu berzi. Lai rotācijas procesā uzlabotu saskares stāvokli starp atbalsta virsmu un veltņa statņa atveri un samazinātu berzi starp tām, veltņa statņa caurums tiek smalki izlīdzināts, lai uzlabotu veltņa statņa atveres virsmas raupjuma reģistrāciju un palielinātu veltņa darbības stabilitāte. Šis pasākums ir arī, lai novērstu statņa un veltņa neatbilstību, veltnis satricinās vai sašķiebsies, lai veltnis sacīkšu ceļā radītu papildu bīdāmo berzi un uzlabotu ribas spēku un berzi.
Tajā pašā laikā atstājiet slīpumu abos veltņa statņa atveres galos vai veiciet lielu slīpuma apstrādi, kas var samazināt saskares laukumu starp statni un veltņa caurumu, kā arī samazināt veltņa bīdes spriegumu uz statni; tajā pašā laikā, lai nodrošinātu montāžas precizitāti, kontrolējiet paplāksnes pīlāra cauruma diametra pielaidi, attāluma pielaidi starp diviem blakus esošajiem pīlāra caurumiem apkārtmēra virzienā un pīlāra galvas metināšanas kvalitāti. no veltņa un atbalsta.
2.4 optimizēt skrejceļa raupjumu
Darba virsmas raupjums lielā mērā ietekmē nodilumizturību. Jo labāka virsmas kvalitāte, jo vairāk tas veicina eļļas plēves veidošanos, lai samazinātu berzes koeficientu, samazinātu berzes sildīšanu un arī palēninātu sacīkšu ceļa seguma nodilumu. Smagas slodzes apstākļos gultnis nes lielu radiālo slodzi, kas viegli noved pie augsta saskares sprieguma uz darba virsmas. Ja darba virsmas raupjums nav labs, viļņu virsotne un sile ir kā asi stūra iecirtumi un plaisas, kas ir jutīgi pret sprieguma koncentrāciju, tādējādi ietekmējot detaļu noguruma izturību. Rezultāti rāda, ka raupjuma pīķa augstuma parametram ir visredzamākā ietekme uz spiediena sadalījumu un eļļas plēves biezumu. Palielinoties raupjuma pīķa augstumam, spiediena virsotņu skaits un amplitūda palielinās, bet minimālais eļļas plēves biezums samazinās. Ja viļņa garums ir mazs, nelielas pīķa augstuma izmaiņas izraisīs strauju eļļas plēves maksimālās temperatūras paaugstināšanās pieaugumu. Ja viļņa garums ir liels, eļļas plēves maksimālā temperatūras paaugstināšanās nav jutīga pret pīķa augstuma izmaiņām. No saistītajiem pētījumiem var redzēt, ka virsmas raupjuma ietekme uz eļļas plēves veidošanos un temperatūras paaugstināšanos ir ļoti sarežģīta.
Šajā gadījumā uzmavas skrejceļš ir super apdare. Tas var ne tikai samazināt virsmas raupjumu, bet arī veidot labāku tekstūru, pilnībā uzlabot sacīkšu ceļa elastohidrodinamiskās eļļošanas īpašības, samazināt rites slīdēšanas berzi un samazināt temperatūras paaugstināšanos. Izmantojot augstākās klases aprīkojumu 1,6 m magerle superfinishing machine, sacīkšu ceļa nelīdzenums var sasniegt zem Ra0.2. Tajā pašā laikā sacīkšu ceļa super precizitāte var veidot arī izliektu profilu, kas var ievērojami uzlabot sacīkšu ceļa saskares stresu.
3. Optimizācijas efekts
Izmantojot iepriekš minētos optimizācijas pasākumus, optimizētais gultnis ir uzstādīts tērauda rūpnīcā izmēģinājuma vajadzībām, kā arī tiek izsekots un reģistrēts gultņa ekspluatācijas stāvoklis. Darba apstākļos, kad maksimālais ātrums ir 250 r / min un maksimālais rites spēks ir aptuveni 1000 t, līdz šim (tas ir izmantots 5 mēnešus) gultnis neparādās par pārmērīgu temperatūru. Optimizētais gultnis atbilst darba apstākļiem pēc ātruma palielināšanas.
4. Secinājums
Ātruma palielināšana un efektivitātes palielināšanās ir kļuvusi par dzelzs un tērauda rūpniecības attīstības tendenci nākotnē. Četru rindu cilindriskā rullīšu gultņa konstrukcija jāattīsta arī temperatūras paaugstināšanās samazināšanas virzienā. Veiktie pasākumi ir, lai, no vienas puses, samazinātu kontaktvirsmas rites slīdošo berzi un, no otras puses, izpētītu efektīvos gultņu siltuma izkliedes pasākumus. Pašlaik gultņu sildīšanas un siltuma izkliedes teorijai vēl ir nepieciešami padziļināti un sistemātiski pētījumi, un attiecīgā teorija būtu aktīvi jāpārveido praksē inženiertehniskos pielietojumos, īpaši gultņu izstrādes un projektēšanas stadijā.
Lūdzu, pārbaudietProduktu ceļvedislai izvēlētos savai mašīnai piemērotus gultņus.
E-pasts:sales@tedin-bearing.com