В производстве прокатной стали для поддержки вращающихся валков и передачи прокатных нагрузок на столб. Будучи одним из важнейших компонентов прокатного стана, подшипники играют решающую роль в обеспечении эксплуатационной устойчивости, точности катки и срока службы оборудования. Из-за требовательных особенностей прокатки стали подшипники работают в высокоспециализированных и суровых условиях.
1. Тяжёлые нагрузки при строгих ограничениях по пространству
Во время прокатки стали подшипники подвергаются чрезвычайно высоким силам и крутящему моменту, часто в сочетании с ударными нагрузками. В то же время требования к проектированию фрезера обычно ограничивают внешние размеры корпуса подшипника, которые должны быть меньше минимального диаметра корпуса валка. Это структурное ограничение приводит к высоким уровням единичной нагрузки, что предъявляет жёсткие требования к несущей способности и надёжности подшипника.
2. Широкий диапазон рабочих скоростей
Прокатные станы работают в широком диапазоне скоростей — от низкоскоростных до высокоскоростных финишных станов. В оборотных прокатных станах подшипники ролика также должны выдерживать частые изменения направления вращения. В результате подшипники, используемые на разных прокатных станах, должны тщательно подбираться с учётом рабочей скорости, динамических нагрузок и характеристик вращения для обеспечения стабильной работы.
3. Суровая рабочая среда
В горячей прокатке и некоторых процессах холодного прокатки промышленные смазки, такие как эмульсии или прокатные масла, используются для смазки и охлаждения рулонов и прокатных продуктов. При высокой температуре и высоком давлении эти среды могут проникать в зону подшипника. Поэтому подшипники прокатного стана должны проектироваться с эффективными системами герметизации и смазки для обеспечения надёжной работы в загрязнённых и термически требовательных условиях.
Основные типы роликных подшипников, используемых в прокатных станах
Исходя из принципов работы, роликные подшипники, используемые в прокатке стали, можно в широком смысле классифицировать на роликовые и простые подшипники, каждый из которых подходит для конкретных задач прокатного цеха.
1. Катные подшипники в стальной прокатке
Распространённые роликовые подшипники, используемые на прокатных станах, включают двухрядные сферические роликовые подшипники, четырёхрядные конические роликовые подшипники и многорядные цилиндрические роликовые подшипники. В особых случаях на рабочие валки могут применяться игольчатые роликовые подшипники.
Катные подшипники характеризуются высокой жесткостью и относительно низким трением, что делает их подходящими для применений с существенными колебаниями нагрузки. Однако их большие общие размеры ограничивают их использование в некоторых компактных конструкциях мельниц. Они широко применяются на прокатных станах и непрерывных прокатных станах с заготовкой, где требуется стабильная передача нагрузки и надёжность работы.
2. Простые подшипники и их применение
Простые подшипники, используемые в прокатных станах, можно разделить на полусухие фрикционные подшипники и гидродинамические или гидростатические подшипники.
Полусухие фрикционные простые подшипники, обычно открытые смоляные композитные подшипники, широко применяются в секционных станах, заготовках и грубых мельницах. В некоторых небольших прокатных станах также могут применяться подшипники из медного сплава или полимера. Для тонких прокатных станов с укладкой тонких листов часто используются медные подшипники, при этом твёрдые смазочные материалы выбираются для обеспечения высоких рабочих температур валка.
Гидродинамические, гидростатические и гибридные гидростатические-гидродинамические подшипники работают при полной смазке плёнкой жидкости. Эти подшипники обладают низкими коэффициентами трения, высокими рабочими скоростями и хорошей жёсткостью, что обеспечивает высокую точность закатания. Они широко применяются на резервных валках современных горячих и холодных прокатных станов, а также в других приложениях высокоскоростных прокатных станов.
