PDF《转炉用滚动轴承安装》

转炉用滚动轴承安装 目录

1 转炉对耳轴轴承的要求

2 2 转炉用滚动轴承与轴承座

3 2.

1 调心滚子轴承

3 2.2 剖分式调心滚子轴承

5 2.3 KPG49轴承座

6 2.4 KPGZ49轴承座

7 3 滚动轴承计算

8 3.1 静载安全系数

8 3.2 BEARINX? 计算

8 4 周边部件设计

10 4.1 配合

10 4.2 密封

10 5 安装, 润滑与维护

11 5.1 安装准备

11 5.2 整体式轴承安装

11 5.3 剖分式轴承安装

13 5.4 安装后检测

17 5.5 润滑

19 5.6 维护

19 5.7 拆卸

20 5.8 维护用表格

20 6 转炉用滚动轴承及轴承座尺寸表

27 6.1 调心滚子轴承

28 6.2 剖分式调心滚子轴承

32 6.3 KPG49轴承座

36 6.4 KPGZ49轴承座

40 7 参考样本

44 8 其它出版物

44 9 设计摘要

45 1

1 转炉对耳轴轴承的要求 大型转炉炉体在装料后重达数百吨. 其载荷必须由耳轴上的轴承来承受. 转炉在运转时转动缓慢,这要求轴承 具有很高的静态承载能力.转炉工作 时有振动载荷,因而轴承必须能承受 振动载荷. 同时,轴承布置还需具有补偿轴承座 不对中和整个结构挠曲的能力.此外,还需考虑补偿转炉因热胀冷缩托 圈变形导致的耳轴长度变化的能力. 调心滚子轴承已被证明是适用于转炉 耳轴的轴承类型.调心滚子轴承除了 具有很高的径向和轴向及振动载荷承 载能力外,还具有很好的调心能力. 在常规设计中,固定端轴承位于驱动 端以承受转炉的轴向力.在浮动端, 轴承座内有一滑套使得轴承外圈可以 轴向滑动,如图1所示. 转炉对耳轴轴承的要求

2 调心滚子轴承249系列的主要尺寸可 以满足转炉轴承的要求.这类轴承被 证明具有良好的轴向位移能力. 整体式轴承应用于浮动端,而固定端 轴承为了方便更换,优先选用剖分式 调心滚子轴承249系列作为备件轴 承.剖分式轴承使得更换轴承时不需 要拆卸驱动系统,参看2.2章节. 1: 转炉耳轴上布置两个调心滚子轴承. 固定端轴承 浮动端轴承

2 转炉用滚动轴承与轴承座 转炉用FAG调心滚子轴承与FAG轴承 座的技术参数请参看第6节. 2.1 调心滚子轴承 FAG调心滚子轴承是根据运转工况要 求设计的一种滚动轴承.它包含可在 球面外圈滚道中自由摆动的两列对称 的鼓形滚动体.因此,可以很好的补 偿轴的挠曲以及轴承装配产生的不对 中. FAG转炉用调心滚子轴承通常采用 249系列. 轴承部件根据设计要求采用磷化处理 和/或具有二硫化钼涂层. 轴承为圆柱内孔或是圆锥内孔(锥度 比1 : 30). 圆柱内孔调心滚子轴承直接安装在耳 轴上,如第2页图1所示.圆锥内孔调 心滚子轴承安装在锥套上,如图2所示. 2.1.1 调心能力 静态不对中角度 随着时间的推移,轴承座在垂直方向 和水平方向都会产生不对中,图3. 转炉用滚动轴承与轴承座 调心滚子轴承

3 这些被称为静态不对中,例如,由地 基下沉产生的不对中.只要滚动体能 够和外圈滚道完全接触,轴承就不会 承受附加载荷.FAG转炉用调心滚子 轴承的静态调心能力为1.5°. 然而实践证明,在安装轴承座时所允 许的最大静态偏中不能超过10'

.之 所以将该角度设为这么小的一个值, 是因为在经过一段时间后,轴承座的 位置会由于基础的下沉或温度的影响 而发生显著变化. α α 2: 固定端调心滚子轴承安装在锥套上 3: 静态不对中角度 α

2 3 动态不对中角度 在大型转炉中,两个轴承间的距离长 达7~12米.因此,在不同工作位 置,耳轴会产生不同程度的挠曲.然 而在转炉转动过程中,轴承所需作的 偏中补偿相对较小. 托圈的不规则受热对其有更大的影 响.托圈会根据不同设计发生或大或 小不同程度的扭曲变形,从而导致两 端的耳轴不再对中.耳轴在转炉转动 过程中的挠曲被称为动态不对 中,如图4所示. 在这种情况下,轴承必须能适应转炉 的运转.滚动体在外圈滚道的周向和 轴向同时运动.这会产生滑动摩擦. 为了避免轴承内部接触点产生额外的 应力,托圈的变形要尽可能的小. 实践经验证明,转炉运转几年后的动 态不对中角度范围在20~50分.除了 一些理论偏差,额外的力可以被FAG 滚动轴承内部设计考虑进去.外圈滚 道或滚动体具有特殊的涂层以减少摩 擦. 2.1.2 保持架 根据载荷,转炉用FAG调心滚子轴承 可采用黄铜实体保持架(图5)或是 穿销式保持架(图6).穿销式保持 架由穿过滚动体的销与两边的保持架 圈连接而成.采用穿销式保持架,可 以安装更多的滚动体使得轴承具有更 高的额定承载能力.这种保持架具有 很高的强度性能. 转炉用滚动轴承与轴承座 调心滚子轴承

4 5: 转炉用整体式黄铜保持架调心滚子轴承 6: 转炉用穿销式保持架调心滚子轴承 4: 动态不对中角度 β β β

5 6 2.1.3 公差, 内部游隙 FAG转炉用调心滚子轴承是采用径向 轴承标准公差(公差PN),可参看样 本HR1滚动轴承部分.剖分式轴承情 况参见2.2节. 调心滚子轴承根据轴承工作温度和安 装配合情况来选择内部径向游隙. 2.1.4 润滑槽,润滑孔 为了改善润滑,FAG转炉用调心滚子 轴承在外圈上有一圆周润滑槽和三个 润滑孔,如图5与图6所示. 2.1.5 热处理 FAG转炉用调心滚子轴承经过热处理 可使轴承在200 °C以下保持尺寸稳 定. 2.2 剖分式调心滚子轴承 钢铁厂通常要求在更换转炉驱动端轴 承(固定端)时不拆卸驱动系统.剖 分式轴承可以满足这个要求,图7. 由于成本的原因,剖分式轴承通常是 作为更换备件. 剖分式调心滚子轴承的主要尺寸与带 锥套的圆锥孔整体式轴承(图7a)或 是圆柱孔整体式轴承(图7b)相匹 配.剖分式轴承的套圈和保持架都是 水平式剖分.由于有剖分式钳位环, 所以剖分式轴承内圈比整体式轴承内 圈宽. 内圈与耳轴采用紧配合,耳轴公差采 用h7到m6. 对于剖分式轴承,不仅外圈滚道经过 磷化处理和有二硫化钼涂层,而且滚 动体也经过磷化处理. 转炉用滚动轴承与轴承座 调心滚子轴承 ・ FAG剖分式调心滚子轴承

5 7: 剖分式调心滚子轴承 a:替换带锥孔和锥套的整体式轴承 b:替换整体式圆柱孔轴承 b a 2.3 KPG49轴承座 KPG49剖分式轴承座采用铸铁制成, 其拉伸强度м

400 N/mm2.这可以对 轴承外圈提供良好的支撑,使得轴承 内部的应力分布均匀.此轴承座有用 于固定端和浮动端设计. 在KPG49...-F轴承座设计中,固定端 轴承外圈两边有定位环固定.这些轴 承座也适用于安装在带锥套轴上的圆 锥孔调心滚子轴承(图8a). KPG49...-F轴承座也适用于用来替换 带圆锥孔和锥套的整体式轴承的剖分 式调心滚子轴承(图8b). 转炉用滚动轴承与轴承座 KPG49轴承座

6 在KPG49...-L轴承座设计中(图8c), 浮动端轴承可以在轴承座内的滑套中 进行浮动.此类轴承座只适用于安装 带锥套耳轴上的圆锥内孔调心滚子轴 承. 8: 转炉用剖分式KPG49轴承座 固定端轴承座KPG49...-F调心滚子轴承安装在锥套上 (a) 与剖分式调心滚子轴承 (b) . 浮动端轴承座KPG49...-L (c) b a c 2.4 KPGZ49轴承座 与KPG轴承座不一样的是,剖分式轴 承座KPGZ49系列适用于直接安装在 轴上的圆柱孔调心滚子轴承. 此系列轴承座适用于固定端轴承的设 计F和浮动端轴承的设计L. 固定端轴承座不仅适用于整体式调心 滚子轴承(图9a),也适用于剖分式调 心滚子轴承(图9b). 转炉用滚动轴承与轴承座 KPGZ49轴承座

7 浮动端轴承座只适用于整体式调心滚 子轴承(图9c). 9: 转炉用剖分式KPG49轴承座 固定端轴承座KPG49...-F调心滚子轴承安装在锥套上 (a) ,和剖分式调心滚子轴承 (b) , 浮动端轴承座KPG49...-L (c) b a c

3 滚动轴承计算 转炉用轴承有时需360°倾翻.转动速 度0.1~1转/分钟. 转炉吹氧脱碳时会产生振动. 在这种工况下,对轴承的尺寸选择取 决于静态承载能力. 轴承工作寿命取决于磨损周期.磨损 产生的原因: ? 挠曲 两个支撑轴承间很大距离或是托圈 变形 ? 轴向位移 由于转炉内的温度变化. 通过对轴承部件进行磷化处理/或者 增加二硫化钼涂层可以减少轴承的磨 损. 3.1 静载安全系数 S0 对于转炉轴承,其要求通常是 S0 м

2 更高的S0值意味着越高的工作可靠 性.特别当载荷没精确确定时,如AOD炉在吹氧时S0值м 2.5是必须 的. S0 = C0r/P0 C0r 基本额定静载荷 [kN] 参见轴承表 P0 当量静载荷 [kN] 固定端 轴承 P0F = F0rF + Y0 ・ (F0a + F0a1) [kN] 浮动端 轴承 P0F = F0rL + Y0 ・ F0a1 [kN] F0rL = 固定端轴承最大径向载荷 [kN] * F0rF = 浮动端轴承最大径向载荷 [kN] * Y0 = 轴向系数 (轴承表) F0a = 最大额外轴向力 [kN] * F0a1 = μ ・ F0rL 浮动端轴承发生位移时产生的 作用力 [kN] μ = 0.15 滑套摩擦系数 * 包括可能的冲击载荷. 结果填入计算表格 (5.8节B表). 滚动轴承计算 静态安全系数 ・ BEARINX?计算

8 3.2 BEARINX?计算 滚动轴承承受的内部载荷和最重要的 计算结果可借助BEARINX?进行数值表 示和图形化显示. ........