Skříň podpěrného válečkového ložiska na straně převodovky válcovny za tepla

Podmínky použití ložiskové skříně podpůrného válečku na straně převodovky

Ložisková skříň podpůrných válečků na straně převodovky se používá především ve válcovacích zařízeních za tepla, kde opěrný válec musí pracovat s vysokým mechanickým zatížením a opakovanými válcovacími cykly.

Během válcování přenáší sestava nosných válců válcovací sílu generovanou mezi pracovním válcem, pásem a opěrným válcem do skříně válcovací stolice. Ložisková skříň proto funguje jako důležité konstrukční spojení mezi sestavou ložiska a rámem válcovací stolice.

Specifikovaná válcovací síla může dosáhnout3 000–8 000 kN na jedné straněZa těchto podmínek musí ložisková skříň zachovat dostatečnou strukturální pevnost a rozměrovou stabilitu a zároveň udržovat ložisko a opěrný váleček ve správné poloze.

Součást musí také pracovat za podmínek vysokorychlostního válcování. Díky integrovanému systému mazání olejem a vzduchem pracujícímu při0,2–0,5 MPa, ložiskové uspořádání může být řízeně mazáno během nepřetržitého provozu při rychlostech odvalování až15 m/s.

Podpora a přenos těžkého zatížení

Jednou z hlavních funkcí skříně ložiska podpůrných válečků je poskytovat spolehlivou strukturální oporu pro sestavu záložního ložiska.

Během válcování za tepla se válcovací síla přenáší přes systém válců a nakonec se přenáší do rámu válcovny. Ložisková skříň na straně převodovky proto musí odolávat značnému tlakovému a dynamickému zatížení bez nadměrné deformace.

Uvedená nosnost je až3 000–8 000 kN na každou stranuTento provozní požadavek ovlivňuje výběr materiálu ložiskové skříně, podmínky tepelného zpracování, konstrukční řešení, proces obrábění a kontrolu rozměrů.

Zachování geometrie ložiskového tělesa pod zatížením je důležité, protože deformace nebo rozměrová odchylka na rozhraní ložiska může ovlivnit vyrovnání podpůrných válců a provozní vztah mezi opěrným válcem a válcovací stolicí.

Z tohoto důvodu je ložisková skříň vyrobena jako přesně obrobený konstrukční prvek, nikoli pouze jako konvenční pouzdro z lité oceli.

Přesné vedení opěrného válce

Přesné vedení opěrné kladky je dalším důležitým požadavkem na ložiskovou skříň na straně převodovky.

Zadaná radiální házivost opěrného válce je≤0,03 mmTento rozměrový požadavek přispívá ke stabilnímu otáčení a polohování válců během válcování za tepla a podporuje požadovanou konzistenci tloušťky pásu.

Otvory pro ložiska jsou proto během obrábění a kontroly považovány za kritické funkční plochy. Jejich soustřednost, rozměrová přesnost a vztah k montážním plochám přímo ovlivňují polohu sestavy ložiska.

Pro nepřetržité válcování může stabilní umístění ložiska pomoci snížit nežádoucí pohyb válců a udržet konzistentní mechanický vztah mezi nosným válcem, sestavou ložiska a rámem mlýna.

Uvedená přesnost je obzvláště důležitá pro výrobu pásů, kde je důležitá kontrola tloušťky. Podle dodaných požadavků aplikace je zařízení určeno k podpoře tolerance tloušťky pásů přibližně±0,1 %.

Systém mazání olejem a vzduchem

Skříň nosného válečkového ložiska na straně převodovky obsahuje systém mazání olejem a vzduchem pro vysokorychlostní valivé aplikace.

Předepsaný mazací tlak je0,2–0,5 MPaMazání olejem a vzduchem zajišťuje řízené přísun maziva do ložiskového systému a zároveň podporuje nepřetržitý provoz při vysokém zatížení a rychlosti otáčení.

Pro válcovny za tepla pracující při rychlostech až15 m/sŘízení mazání je důležitou součástí výkonu ložiska. Správné mazání pomáhá kontrolovat tření a vznik tepla na rozhraní ložiska a podporuje stabilní provoz během prodloužených cyklů odvalování.

Mazací systém je integrován do konstrukce ložiskové skříně, takže příslušné mazací kanály a rozhraní lze vyrobit a kontrolovat jako součást celkové součásti.

Kompatibilní aplikace válcovny za tepla

Skříň ložiska nosných válečků je vhodná pro válcovací zařízení za tepla, včetně čtyřválcových válcovacích stolic za tepla a reverzibilních hrubovacích stolic.

Čtyřválcová válcovna za tepla

Ložisková skříň může být použita ve čtyřválcových válcovnách za tepla pro výrobu plechů a pásů z uhlíkové a nerezové oceli.

Typická použitelná tloušťka pásu je:

• 2–25 mm

U čtyřválcové válcovny poskytuje opěrný válec oporu pracovnímu válci během válcování. Ložisková skříň opěrného válce je instalována jako součást uspořádání ložiska opěrného válce a přenáší působící valivé zatížení směrem k rámu válcovny.

Součást musí zachovat rozměrovou stabilitu a polohu ložiska i při působení nepřetržitých valivých sil a zároveň podporovat požadované vyrovnání odvalování.

Při výrobě uhlíkové a nerezové oceli proto ložisková skříň přispívá k mechanické stabilitě systému opěrných válců a celkového procesu válcování.

Oboustranná hrubovací fréza

Součást lze také použít u zařízení pro oboustranné hrubovací frézování.

Zadaný provozní stav specifikuje kolísání válcovací síly přibližně±20 %, což odráží opakované změny směru válcování a související dynamické zatížení.

Oboustranné hrubovací frézy vyžadují konstrukční komponenty, které snesou opakované rázy a kolísavé zatížení, aniž by došlo ke ztrátě požadovaného vyrovnání ložisek. Skříň ložiska nosných válečků proto musí kombinovat dostatečnou pevnost materiálu, kontrolovanou přesnost obrábění a stabilní montážní plochy.

Materiálové vlastnosti

Hlavním materiálem specifikovaným pro skříň ložiska podpěrných válečků jeLitá ocel ZG35CrMoVs optimalizovaným složením slitiny.

Uvedené chemické složení je:

Legující prvky jsou vybírány tak, aby poskytovaly mechanické vlastnosti požadované pro velké konstrukční prvky vystavené opakovanému valivému zatížení a tepelným účinkům.

Chrom, molybden a vanad přispívají k pevnosti a stabilitě ocelolitky po tepelném zpracování. Výběr materiálu je proto koordinován s očekávanými podmínkami zatížení a rozměrovými požadavky ložiskového tělesa.

Materiální vlastnosti a tepelné zpracování

Těleso ložiska nosné kladky ZG35CrMoV je kaleno a popouštěno pro dosažení specifikovaného rozsahu tvrdosti.

Mezi hlavní požadavky na vlastnosti materiálu patří:

• Mez kluzu za vysokých teplot: σ₀.₂ ≥450 MPa při 500 °C

• Odolnost proti tepelné únavě: délka trhliny ≤0,5 mm po 1 000 tepelných cyklech

Mez kluzu za vysokých teplot je důležitá, protože zařízení pro válcování za tepla pracuje za značného tepelného vlivu. Ložisková skříň si musí zachovat své strukturální vlastnosti i při vystavení zvýšeným teplotám spojeným s procesem válcování.

Odolnost proti tepelné únavě je důležitá také u součástí vystavených opakovanému ohřevu a ochlazování. Stanovený požadavek na délku trhliny maximálně0,5 mm po 1 000 tepelných cyklechposkytuje definované kritérium výkonu pro tepelnou trvanlivost.

Materiály klíčových komponentů

Pro hlavní funkční komponenty sestavy ložiskové skříně se používají různé materiály a podmínky tepelného zpracování.

Ten/Ta/ToTěleso ložiskové skříně ZG35CrMoVposkytuje hlavní strukturální oporu a funkci přenosu zatížení. Jeho kalené a popouštěné podmínky poskytují specifikovaný rozsah tvrdostiHB 260–300.

Ten/Ta/To42CrMo otěruvzdorná podšívkapovrchově kalený, aby dosáhl tvrdostiHRC 50–55Tato úprava je určena pro oblasti, kde je během provozu vyžadována odolnost proti opotřebení.

Ten/Ta/ToTěsnicí kroužek z nerezové oceli 304je ošetřen roztokem a kontrolován v rozsahu tvrdostiHB 180–200, za předpokladu specifikovaného materiálového stavu těsnicí součásti.

Výroba a přesné obrábění

Společnost GW Precision vyvinula specializované výrobní kapacity pro ložiskové skříně s nosnými válečky pomocí velkoobjemového obráběcího zařízení a optimalizace procesů.

Výrobní zařízení zahrnujevertikální obráběcí centra, portálová obráběcí centra a horizontální obráběcí centraTyto stroje podporují obrábění velkých konstrukcí ložiskových skříní a umožňují koordinaci různých obráběcích operací v rámci řízeného výrobního procesu.

Společnost také optimalizovala obráběcí programy a plánování procesů pomocí počítačového programování. Výrobní sekvence je organizována podle strukturálních charakteristik a požadavků na přesnost ložiskové skříně.

U velkých ložiskových skříní válcoven za tepla je přesnost obrábění úzce spojena s polohou otvorů pro ložisko, montážních ploch a dalších funkčních rozhraní. Řízený proces obrábění pomáhá udržovat konzistenci mezi jednotlivými součástmi a podporuje následnou instalaci ložisek.

Vývoj vyspělého procesu obrábění ložiskových skříní také pomáhá zlepšit opakovatelnost výroby a celkovou kvalitu zpracování.

Inspekční postup a kontrola kvality

Kontrola ložiskové skříně nosných válečků zahrnuje ověření materiálu, nedestruktivní testování, měření rozměrů a kritickou geometrickou přesnost.

Kontrola materiálu

Chemické složení lité oceli se kontroluje spektrální analýzou.

Stanovený požadavek je:

• Odchylka prvku:≤±0,03 %

• Inspekční zařízení:ruční rentgenový rentgenový fluorescenční přístroj

Ultrazvukové testování se provádí také pro posouzení vnitřní kvality odlévané oceli.

Stanovená akceptační norma je:

• EN 12680-3 Třída 2

Tyto kontrolní postupy ověří kvalitu materiálu předtím, než součástka projde zbývajícími fázemi výroby.

Rozměrová a geometrická kontrola

Kritické rozměry ložiskové skříně nosných válečků se kontrolují pomocí přesného měřicího zařízení.

Souosost ložiskového otvoru je řízena tak, aby≤φ0,02 mma kontrolováno pomocí souřadnicového měřicího stroje. Tento parametr je důležitý pro udržení polohového vztahu mezi ložiskem a nosnou kladkou.

Rovinnost instalačního povrchu je kontrolována tak, aby≤0,03 mm/mPřesné ovládání instalační plochy pomáhá zajistit stabilní uchycení mezi ložiskovou skříní a související konstrukcí mlýna.

Kombinace rozměrové kontroly a geometrického měření poskytuje základ pro ověření kritických rozhraní před dodáním.

Konstrukční spolehlivost pro aplikace válcování za tepla

Skříň ložiska podpěrných válečků na straně převodovky funguje jako součást nosného systému, nikoli jako izolovaná součást.

Ložisková skříň musí koordinovat funkce nosného válce, ložiskové sestavy, mazacího systému a rámu mlýna. Během provozu jsou tyto komponenty vystaveny valivým silám, vibracím, tepelným účinkům a opakovaným mechanickým cyklům.

U čtyřválcových válcoven za tepla podporuje ložisková skříň aplikace zahrnující výrobu pásů a plechů z uhlíkové a nerezové oceli ve specifikovaném rozsahu tlouštěk2–25 mm.

U reverzibilních hrubovacích fréz je součást navržena pro provozní podmínky zahrnující kolísání válcovací síly přibližně±20 %a opakovaná rázová zatížení v opačném směru.

Tyto podmínky kladou kombinované požadavky na materiál ložiskové skříně, tepelné zpracování, přesnost obrábění, geometrii otvoru pro ložisko, montážní povrchy a kontrolní postupy.

Výrobní kapacita společnosti GW Precision

Ložiskové skříně s nosnými válečky se staly důležitou kategorií produktů v rámci výrobních aktivit společnosti GW Precision.

Výrobní kapacita společnosti kombinuje kontrolu materiálu, tepelné zpracování, přesné obrábění ve velkém měřítku, kontrolu rozměrů a kontrolu kvality. Použití vertikálních obráběcích center, portálových obráběcích center a horizontálních obráběcích center podporuje zpracování velkých nosných konstrukčních součástí.

Díky plánování procesů a optimalizaci obrábění s využitím počítače lze výrobní proces organizovat podle specifických konstrukčních a rozměrových požadavků na ložiskové skříně podpěrných válečků.

Pro aplikace ve válcovnách za tepla nabízí výběr lité oceli ZG35CrMoV, řízené tepelné zpracování, přesné obrábění, kontrola otvorů pro ložiska a měření montážní plochy koordinovaný výrobní přístup pro ložiskové skříně na straně převodovky.

Pro individuální požadavky lze konfiguraci součástí a výrobní parametry koordinovat podle modelu válcovny za tepla zákazníka, válcovací síly, válcovací rychlosti, uspořádání opěrných válců a požadavků na instalaci.

2019 na čínské mezinárodní výstavě hliníkového průmyslu

Aluminium USA 2019 Music City Center Nashville TN, USA 12.–13. září 2019