Изучение специфики работы подшипниковых конструкций. Обоснование выбора материала для прокатных валков. Особенности подшипников скольжения открытого и закрытого типов. Применение ПЖТ и механизмов опоры качения в станках горячей и холодной прокатки.
Аннотация к работе
Особенности конструкции, принципов работы и эксплуатации подшипников и опор рабочих валковОсобенностью этих подшипников является то, что независимо от условий работы (при небольших удельных давлениях и даже небольших скоростях скольжения шейки в подшипнике) между телом шейки и материалом подшипника всегда сохраняется (не выдавливается) масляная пленка, в результате чего шейка как бы плавает в подшипнике. Состояние жидкостного трения обеспечивается в этих подшипниках благодаря тщательной (зеркальной) обработке трущихся деталей и совершенно закрытой (герметичной) конструкции самого подшипника. Масло нагнетается в образующийся масляный клин, давление в клине с увеличением радиальных давлений скорости повышается (гидродинамический эффект) и, преодолев внешнюю нагрузку Y, заставит цапфу сместиться влево (по направлению вращения) по отношению к вертикальной оси, проходящей через центр вкладыша. Поэтому перед пуском стана значительная внешняя нагрузка на цапфы (предварительное поджатие валков) недопустима, так как при этом масло выдавливается изпод цапфы и в момент пуска и разгона стана подшипники работают в условиях полужидкостного трения, что влечет за собой износ трущихся поверхностей и ухудшение в дальнейшем условий работы в режиме жидкостного трения (снижение грузоподъемности масляного клина ввиду увеличения высоты микронеровностей и hmln). Масло уходит вдоль подшипника и на концах баббитовой заливки попадает в кольцевые полости, из которых оно отводится в трубу большого диаметра (так как масло выходит из подшипника самотеком, а не под давлением).
Введение
Рассмотрим существующие конструкции подшипников и опор рабочих клетей. Подшипники опор валков прокатных станов передают усилия, возникающие при деформации металла, от валков на станину и другие узлы рабочей клети и удерживают валки в заданном положении.
Особенностью работы этих подшипников является высокая удельная нагрузка (в несколько раз превышающая нагрузку подшипников общего назначения), которая обусловлена сравнительно малыми габаритами шейки валка и большими усилиями прокатки. К выбору материала подшипников прокатных валков и их конструкции предъявляют особые требования. В настоящее время для прокатных валков практически применяют подшипники трех типов: подшипники скольжения с неметаллическими вкладышами, подшипники жидкостного трения (ПЖТ) и подшипники качения.
1. Подшипники скольжения открытого типа
По конструктивному исполнению подшипники скольжения бывают двух видов: открытые и закрытые (ПЖТ). Выбор подшипников того или иного вида зависит от конструкции клети, усилий прокатки, требуемой точности размеров проката и ряда экономических факторов.
Рабочей частью подшипников скольжения открытого типа являются вкладыши. Выбор материала для вкладыша зависит от нагрузки на подшипник и конструктивных особенностей стана.
Для изготовления неметаллических вкладышей подшипников применяют текстолит, лигнофоль или лигностон.
Подшипники скольжения открытого типа выполняют в виде наборных вкладышей или цельноштампованными. Подшипники скольжения с неметаллическими вкладышами охлаждают водой. Коэффициент трения текстолитовых подшипников равен 0,004-0,006.
Основным недостатком подшипников скольжения с неметаллическими вкладышами является их высокая упругая деформация и низкие допустимые удельные давления. Поэтому они находят применение в станах с небольшими усилиями прокатки и невысокой точностью прокатываемых профилей.
2. Подшипники скольжения закрытого типа - подшипники жидкостного трения
ПЖТ в последние годы широко применяют в прокатных станах. Особенностью этих подшипников является то, что независимо от условий работы (при небольших удельных давлениях и даже небольших скоростях скольжения шейки в подшипнике) между телом шейки и материалом подшипника всегда сохраняется (не выдавливается) масляная пленка, в результате чего шейка как бы плавает в подшипнике. Состояние жидкостного трения обеспечивается в этих подшипниках благодаря тщательной (зеркальной) обработке трущихся деталей и совершенно закрытой (герметичной) конструкции самого подшипника. При вращении шейки валка в таких подшипниках ей приходится преодолевать незначительное трение в масляной пленке, зависящее от вязкости масла.
Наиболее распространенными ПЖТ прокатных стонов являются подшипники гидродинамического типа. Благодаря высокой точности обработки и малой шероховатости поверхности вкладыша и цапфы, а также хорошей очистке масла трущиеся поверхности в подшипнике всегда разделены тонким слоем смазки. Сопротивление вращению цапфы оказывает только внутреннее трение (вязкость) самого масла, поэтому коэффициент трения ПЖТ весьма незначителен (0,001-0,005, т. е., меньше, чем в роликовых подшипниках), а износа трущихся поверхностей практически нет. При правильной эксплуатации долговечность ПЖТ составляет 10-20 лет, т. е., во много раз больше, чем роликовых подшипников качения.
Существенным преимуществом перед последними является также и то, что ПЖТ особенно хорошо работают при высоких частотах вращения цапфы, так как с увеличением частоты возрастает их несущая способность.
Рассмотрим принципиальную и расчетную схемы ПЖТ (рисунок 1). Для обеспечения свободного вращения цапфы ее диаметр делают меньше диаметра втулки - вкладыша DB на величину двух радиальных зазоров 2?ПЖТ. т. е., d2ПЖТ.
В положении покоя цапфа, нагруженная внешней силой Y, лежит во вкладыше, центр цапфы смещен вниз на величину радиального зазора ?ПЖТ = rв. При вращении цапфы смазка, подаваемая под давлением 10-20 см2, затягивается в суживающийся зазор между цапфой и вкладышем. Масло нагнетается в образующийся масляный клин, давление в клине с увеличением радиальных давлений скорости повышается (гидродинамический эффект) и, преодолев внешнюю нагрузку Y, заставит цапфу сместиться влево (по направлению вращения) по отношению к вертикальной оси, проходящей через центр вкладыша. Эпюра радиальных давлений рф в масляном клине будет иметь куполообразный вид с максимумом, достигающим 1000-2000 Н/сма и расположенным между вертикальной осью подшипника и минимальным радиальным зазором (вершиной масляного клина), в котором толщина масляного слоя равна hmln (рисунок 1, б).
Рисунок 1. - Принципиальная и расчетная схемы ПЖТ:
Где: а - цапфа не вращается;
б - цапфа вращается;
1 - масляный клин;
2 - эпюра.
Согласно закону течения вязкой жидкости Ньютона-Рейнольдса градиент давления (тангенс угла наклона касательной к кривой рф) возрастает с увеличением вязкости масла и частоты вращения и с уменьшением толщины смазочного слоя. Очевидно, что сумма вертикальных проекций радиальных давлений рф будет уравновешивать внешнюю нагрузку на цапфу Y. В результате суммирования (интегрирования) и после некоторых упрощений для ПЖТ с рабочей длиной I и отношением d = 0,7 ? 1,0 получим:
(1)
Где: рп - среднее давление в подшипнике (по проекции его диаметра, d - номинальный диаметр подшипника (равный dц), ? - вязкость (абсолютная, динамическая) масла;
? - частота вращения цапфы.
Анализируя это уравнение, можно сделать следующие выводы: 1) несущая способность масляного клина (или грузоподъемность ПЖТ, равная Y) увеличивается с увеличением вязкости масла, частоты вращения, длины и диаметра подшипника;
2) для ПЖТ, изготовленного с определенным номинальным радиальным зазором ?ПЖТ, грузоподъемность масляного клина увеличивается с уменьшением минимальной толщины масляного hmln.
При теоретическом отношении: ?ПЖТ / hmln = 2
Соответствующем максимальной грузоподъемности Y, относительный эксцентриситет цапфы: е0 = е / ?пжт = 0,5
Однако для предотвращения вибрации цапфы желательно, чтобы: ?пжт / hmln >2
Практически принимают:
?пжт / hmln = 3 ? 15
При котором е0 = 0,67 ? 0,93 (чем выше частота вращения цапфы, тем больше е0). При конструировании и расчете ПЖТ обычно внешняя нагрузка на цапфу Y (которую должен выдержать масляный клин), размеры подшипника l и d, а также частота вращения цапфы ? заданы. Таким образом, задача сводится к выбору сорта масла (его вязкости при рабочей температуре 50-60°С) и номинального радиального зазора ?пжт, необходимого для определения номинального диаметра и правильной расточки вкладыша. Для ПЖТ прокатных станов применяют масло двух сортов: турбинное УТ с малой вязкостью и специальное прокатное П-28 (брайтсток) с повышенной (в 8-10 раз по сравнению с УТ) вязкостью.
3. Конструктивные элементы ПЖТ
Подшипник состоит из двух основных деталей (рисунок 2, а): 1) сменной втулки-цапфы 5, насаженной (на шпонке) на коническую шейку валка и вращающейся вместе с ним. Наружный диаметр цапфы является номинальным диаметром подшипника.
Рисунок 2. - Конструкция ПЖТ:
а - принципиальная схема;
б - смещение центров расточки втулки-вкладыша.
Согласно нормалям заводов тяжелого машиностроения и ГОСТ 7999-70, предусмотрено изготовление подшипников диаметром 0,14-1,18 м при отношении l/d, равном 0,6 и 0,75. После обработки с предельным отклонением -18-45 мкм рабочая поверхность втулки-цапфы становится зеркальной, средняя высота микронеровностей не более 0,25 мкм по ГОСТ 2789-73.
2) втулки-вкладыша 1 с заливкой (центробежным способом) толщиной 3-5 мм, изготовленной из высоко оловянного баббита марки Б83 (83% Sn;6% Cu;1% Sb). Поверхность баббитовой заливки обрабатывают до шероховатости Ra < 0,8 мкм, и после приработки в подшипнике она также приобретает зеркальный вид. Номинальный внутренний диаметр втулки: DB = dц 2 ?пжт
Где: ?пжт - радиальный зазор в подшипнике, обычно принимают ?пжт = 100 ? 200 мкм.
Для передачи осевых усилий от валка 3 на корпус подушки (закрепленной в станине 4) на втулке-цапфе 5 предусмотрен кольцевой бурт, опирающийся с одной стороны на кольцо 9 (из двух полуколец), с другой - на кольцо-крышку 8. Торцы этих колец также выполнены с баббитовой заливкой. Для предохранения от осевого смещения втулка-цапфа закреплена на цапфе резьбовым кольцом 6 с полукольцами 7. Для обеспечения полной герметичности рабочих поверхностей и исключения проникновения пыли и влаги предусмотрены надежные уплотнения в торцовых крышках 8 и 10.
Для улучшения условий подачи и «затягивания» масла в масляный клин во втулке-вкладыше предусмотрены масляные карманы 2 (на длине ~0,8l) с обеих сторон (для возможности реверсивного вращения цапфы), образуемые расточкой вкладыша из центров, смещенных на величину ?х = 15 ? 25 мм. Смазка под давлением 0,1-0,3 МПА (избыточным) поступает в масляные карманы через отверстия во втулке, соединенные с кольцевыми полостями в корпусе подушки, к торцу последней смазка подается по маслопроводу из циркуляционной смазочной системы после тщательной (тонкой) очистки в фильтрах. Из подшипника масло удаляется в осевом направлении вкладыша на участке с максимальным радиальным зазором, т. е., со стороны, противоположной масляному клину. Для увеличения грузоподъемности масляного клина желательно, чтобы значения hmln были наименьшими (менее 10 мкм). Однако чрезмерные уменьшения hmm при работе недопустимы, так как при этом может возникнуть контакт неровностей поверхностей трения и нарушение режима жидкостного трения. Поэтому более рациональным является уменьшение радиального зазора: ?пжт = rв - rц
Рисунок 3. - Каналы подвода и отвода масла в ПЖТ:
Где: (а) и зависимость абсолютной (динамической) вязкости масел вт температуры (б).
Марки масел: - УТ - турбинное;
- МЗС, МС-20, МК-22 - авиационное;
- машинное (МАШ I);
- П-28 - прокатное.
В области трения, для чего приходится усложнять технологию обработки втулки, применяя обработку ее из смещенных по вертикали центров на величину ?2 = 100 ? 400 мкм (для подшипников с d>0,3 м).
При этом зазор по диаметру в ненагруженной зоне будет значительным, что необходимо для обеспечения лучшей прокачки масла через подшипник и интенсивного его охлаждения, т. е., для того, чтобы предупредить повышение рабочей температуры и понижение вязкости масла, а значит, и понижение грузоподъемности масляного клина. При соблюдении приведенных выше технологических требований по изготовлению подшипников и правильной их эксплуатации (высококачественная очистка масла двойным тонким фильтрованием, тщательные торцевые уплотнения и т. д.) подшипники будут работать в условиях жидкостного трения, т. е., практически без износа.
Срок службы такого подшипника составляет 50-100 тыс. ч и более. При смене валков узел подшипников не надо разбирать. Он остается герметичном. Ревизия (осмотр поверхностей трения) осуществляется в специальных помещениях не чаще одного раза в 2-3 года.
Из сказанного следует, что грузоподъемность масляного клина достигается в результате гидродинамического эффекта (т. е., при затягивании масла вращающейся цапфой).
Поэтому перед пуском стана значительная внешняя нагрузка на цапфы (предварительное поджатие валков) недопустима, так как при этом масло выдавливается изпод цапфы и в момент пуска и разгона стана подшипники работают в условиях полужидкостного трения, что влечет за собой износ трущихся поверхностей и ухудшение в дальнейшем условий работы в режиме жидкостного трения (снижение грузоподъемности масляного клина ввиду увеличения высоты микронеровностей и hmln).
На рисунок 3, показаны каналы подвода и отвода масла в подшипнике. Из подводящих маслопроводов (вверху и слева внизу) масло поступает в полукольцевые расточки в корпусе подушки, а из них через радиальные отверстия попадает в масляные карманы в баббитовой заливке. При вращении шейки с конической втулкой масло «затягивается» (нагнетается) и коническая втулка оказывается как бы плавающей в масляной пленке. Масло уходит вдоль подшипника и на концах баббитовой заливки попадает в кольцевые полости, из которых оно отводится в трубу большого диаметра (так как масло выходит из подшипника самотеком, а не под давлением).
Шейки валков изготовляют коническими по следующим соображениям: - для того чтобы легко было снять подшипники с шейки валка, на которую подводится смазка по небольшим радиальным отверстиям;
- коническая шейка в сечении около бочки валка прочнее цилиндрической, так как диаметр ее больше.
Величина коэффициента трения в подшипнике зависит от вязкости масла (рисунок 3, б). В большинстве случаев для тяжело нагруженных подшипников прокатных станов применяют хорошо очищенное вязкое масло П-28 (брайтсток), масляная пленка в подшипнике способна выдерживать давление до 25 МПА.
Для высокоскоростных и легко нагруженных подшипников можно применять менее вязкое турбинное масло марки УТ.
Для ПЖТ устанавливают отдельную масляную систему.
Для валков прокатных станов применяют подшипники жидкостного трения двух типов - горизонтальные и вертикальные, причем для восприятия возможных осевых усилий они имеют на концах шеек радиально-упорные шариковые (для небольших ПЖТ) или радиально-упорные роликовые конические (для средних и крупных ПЖТ) подшипники.
Применение упорных узлов в ПЖТ (рисунок 4 и 5) крайне необходимо на высокоскоростных рабочих клетях. В противном случае, как правило, наблюдается сильный разогрев ПЖТ с потерей их несущей способности, а также разогрев краев бочек опорных валков, что приводит к нестабильности их теплового профиля.
ПЖТ, собранный в подушке, легко монтируется на шейку валка - внутренняя втулка-цапфа имеет шпоночное соединение с конической шейкой валка и вращается в наружной цилиндрической втулке-вкладыше, имеющей баббитовую заливку по внутренней поверхности. Для облегчения демонтажа подшипника на сопрягаемые по шпонке конические поверхности подается смазка через отверстие в конусной втулке.
Рисунок 4. - ПЖТ конструкции ПО «Электростальтяжмаш» диаметром 140-400 мм:
Где: 1 - втулка-вкладыш;
2 - втулка-цапфа;
3 - упорный узел шарикоподшипников;
4 - гайка для установки максимального осевого зазора в подшипнике;
5 - резьбовые полукольца;
6 - гайка для фиксации конусной втулки на валке;
7 - узел поперечной крышки с манжетами уплотнения;
8 - кольцо-насадка;
9 - узел задней крышки с радиальными (манжетным) и торцевым (текстолитовым) уплотнениями;
10 - шпонка.
Со стороны бочки валка на втулке-вкладыше имеется сменное кольцо-насадка для фиксации резиновых уплотнений (рисунок 4).
Радиальная нагрузка воспринимается баббитовой заливкой (максимальное давление 20 МПА) и передается на подушку, осевая нагрузка - радиально-упорными подшипниками качения, наружные кольца, которых фиксируются резьбовым кольцом - гайкой.
Подшипник полностью герметизирован с передней и задней стороны уплотнениями, которые не допускают проникновения влаги, пыли и вытекания масла.
На конце шейки валка ПЖТ фиксируется при помощи резьбовых полуколец и гайки.
В крупных ПЖТ (см. рисунок 5) двухрядный конический роликоподшипник своим внутренним кольцом установлен на втулке, опирающейся высоким фланцем в торец втулки-вкладыша с баббитовой заливкой, по наружным кольцам роликоподшипник установлен в специальном стакане, предназначенном для передачи осевых усилий на переднюю крышку и затем на подушку, зафиксированную в окне станины упорными планками.
Рисунок 5. - ПЖТ конструкции ПО «Элекростальтяжмаш» диаметром 450-1320 мм:
Где: 1 - втулка-вкладыш;
2 - втулка-цапфа;
3 - кольцо-насадка;
4 - узел задней крышки с радиальными (манжетным) и торцовым (текстолитовым) уплотнениями;
5 - упорный узел с роликовым коническим подшипником;
6 - стакан;
7 - фиксирующая крышка;
8 - фиксирующая гайка;
9 - кольца;
10 - разъемные полукольца;
И - крышка-кожух;
12 - передняя насадка;
13 - узел передней крышки;
14 - втулка;
15, 16 - шпонки.
Основными параметрами ПЖТ являются диаметр и длина баббитовой заливки (d X I).
Для устранения влияния прогиба валка на работу ПЖТ под ушки с ПЖТ вверху и внизу опираются на сферические подпятники (рисунок 6).
Гидродинамические ПЖТ обеспечивают жидкостное трение между втулкой и цапфой при высоких скоростях, когда вращающаяся с большой скоростью цапфа увлекает за собой смазку и образуется масляный клин, давление в котором уравновешивает внешнюю нагрузку. В переходных режимах работы прокатного стана (при пуске, реверсе, при заправочной скорости под полным усилием прокатки) жидкостное трение не обеспечивается, увеличивается момент трения в подшипниках и затрудняется их эксплуатация. При изменении частоты вращения валков и усилия прокатки изменяется толщина смазочного слоя в подшипниках и вследствие этого толщина прокатываемой полосы (образуется разная толщина).
Рисунок 6. - Подпятники для самоустановки верхней (а) и нижней (б) подушек с ПЖТ:
Гидростатические ПЖТ (без образования масляного клина) для уравновешивания внешней нагрузки требуют постоянного высокого давления смазки в специальных карманах во втулке подшипника. Однако обеспечение надежной и непрерывной работы сложной системы смазки при высоком давлении практически невозможно, поэтому эти подшипники в опорных валках прокатных станов не применяют.
Гидростатодинамические ПЖТ являются подшипниками комбинированного типа: - смазка под высоким давлением подается в подшипник только в период переходных режимов работы стана (при пуске, торможении и при работе на небольших скоростях;
- при установившемся режиме работы стана (при больших скоростях) насос обеспечивающий высокое давление смазки, автоматически выключается и жидкостное трение в подшипнике обеспечивается масляным гидродинамическим клином, образующимся при высоких частотах вращения цапфы и при подаче смазки под обычным для ПЖТ давлением 0,1-0,15 МПА.
Рисунок 7. - Схемы гидростатодинамического ПЖТ и дополнительной системы гидростатического подпора:
Где: 1 - цапфа валка;
2 - втулка подшипника;
3 - корпус подшипника (подушка валка);
4 - дуговые узкие карманы;
5 - капиллярные трубки;
6 - сливные карманы;
7 - предохранительный клапан;
8 - манометр;
9 - обратный клапан;
10 - насос высокого давления;
II - электродвигатель.
Схемы гидростатодинамического ПЖТ и дополнительной системы гидростатического подпора показаны на рисунок 7. На рабочей (нижней) поверхности втулки имеются четыре углубления (кармана), в которые при переходных режимах подается смазка под давлением 50 МПА. Карманы выполнены в виде узких канавок на дуге около 40°, что незначительно уменьшает рабочую опорную площадь вкладыша, воспринимающую внешнюю нагрузку, расход смазки на один подшипник - около 8 л/мин.
Распределение смазки между карманами осуществляется капиллярными трубочками, предотвращающими утечку масла через какой-либо один карман при перекосе подшипника.
Обычная система смазки ПЖТ имеет дополнительную систему высокого давления: насос, обратный клапан и манометр. Насос включается автоматически, когда скорость прокатки снижается до определенной величины (2-3 м/с), питание насоса - от подшипника по общему сливному трубопроводу. Насос выключается также автоматически, когда скорость цапфы оказывается достаточной для создания гидродинамического режима подшипника (образования масляного клина).
4. Подшипники качения
Подшипники качения широко применяют в листовых четырех валковых станах горячей и холодной прокатки, а также в тонколистовых двухвалковых, заготовочных и сортовых станах. Для валков этих станов применяют исключительно роликовые подшипники с коническими роликами (двухрядные и четырехрядные), так как они хорошо самостоятельно устанавливаются и способны воспринимать большие осевые нагрузки.
Роликовые подшипники для прокатных валков изготовляют на подшипниковых заводах по специальным заказам, так как они должны соответствовать специфическим требованиям: выдерживать большие нагрузки при прокатке и иметь малые габариты, необходимые для монтажа их в подушках валков.
Например, для больших четырех валковых станов холодной прокатки один подшипник должен выдерживать усилие до 15-20 МН. Наружный диаметр такого подшипника составляет более 1 м и масса его превышает 3 т.
В четырех валковых станах горячей и холодной прокатки подшипники жидкостного трения (ПЖТ) устанавливают только на опорных валках, на рабочих валках вследствие сравнительно небольшого усилия на шейке и ограниченности габаритов подшипники жидкостного трения применяют весьма редко, вместо них устанавливают конические роликовые подшипники.
На рисунок 8, а показана установка рабочего валка четырех валкового стана 2800 на роликовых конических подшипниках (шейка валка цилиндрическая).
На каждой шейке рабочего валка установлен четырехрядный конический роликовый подшипник. Смазка подшипников осуществляется от автоматической централизованной системы густой смазки.
На рисунок 8, б показана установка опорного валка того же стана. Четырехрядный конический роликоподшипник закреплен на подушке наружным упорным 1 и внутренним распорным кольцом 2. Распорное кольцо прижимается к внутреннему кольцу роликоподшипника другим кольцом 3, навинчиваемым на полукольца 4, укрепленные в расточке на конце валка.
Для предохранения подшипника от пыли с обеих сторон в подушке предусмотрены севанитовые уплотнения.
Рисунок 8. - Установка рабочего (а) и опорного (б) валков четырех валкового стана 2800 на роликовых конических подшипниках:
При установке отдельных элементов подшипника на шейке и в корпусе необходимо соблюдать порядок расположения деталей подшипника согласно маркировке. В случае, если дистанционные кольца не будут поставлены на свои места, появится «осевая игра» между отдельными рядами роликов и нарушится условие равномерного распределения нагрузки между четырьмя рядами роликов.
Для облегчения монтажа и демонтажа подшипниковых узлов и повышения прочности шеек рабочих валков четырех валковых станов в последние годы стали применять роликовые конические подшипники с внутренней конической посадочной поверхностью.
Так как валки вследствие их износа необходимо часто менять и перешлифовывать или перетачивать на станке, то с целью удобства монтажа и демонтажа роликовые подшипники обычно устанавливают с гарантированным посадочным зазором (см. рисунок 8, б). При установке подшипника его внутреннее отверстие и шейку валка смазывают тонким слоем густой смазки. Однако при работе внутренние кольца подшипника часто проворачиваются, что приводит к задирам и износу посадочных поверхностей, особенно шеек валка. Для уменьшения износа этих поверхностей к ним подводят смазку (из осевого канала-резервуара от торца шейки) с различными присадками (графит, сернистый молибден), делают винтовые канавки на посадочных поверхностях и т. п.
Многорядные подшипники с цилиндрическими роликами имеют внутренние кольца, взаимозаменяемые по наружному диаметру, т. е., обработанные с большой точностью. Внутренние кольца монтируются на шейки валков" по посадке с натягом: при смене валков внутренние кольца остаются на шейках валков. При переточке и перешлифовке бочки валок устанавливают в люнетах станка по наружному (весьма точному) диаметру внутренних колец, поэтому эксцентричность бочки валка может быть полностью исключена, что в результате повышает точность проката (уменьшается разнотолщинность полосы). Детали подшипника (цилиндрические ролики и внутренние кольца) имеют весьма простую конфигурацию, поэтому их можно обрабатывать с высокой точностью.
Указанные достоинства позволяют применять многорядные подшипники с цилиндрическими роликами в опорных валках при больших скоростях прокатки (30-40 м/с) на листовых, сортовых и проволочных станах.
Как известно, подшипники типа ПЖТ имеют существенный недостаток: при изменении частоты вращения цапфы изменяется толщина масляного клина, что отрицательно влияет на точность проката (изменяется толщина полосы). Точно изготовленные (прецизионные) подшипники с цилиндрическими роликами не имеют этого недостатка, поэтому на станах горячей и холодной прокатки тонкой полосы иногда вместо ПЖТ устанавливают подшипники качения с цилиндрическими роликами не только на рабочих валках, но и на опорных.
С целью повышения нагрузочной способности и улучшения отвода тепла в подшипники качения необходимо подавать жидкую, а не густую смазку. Весьма рациональной является смазка масляным туманом, подача распыленного воздухом масла (тумана) в этом случае осуществляется специальными насадками, смонтированными в корпусе подшипника и имеющими отверстия определенного диаметра.
Для восприятия осевых усилий в фиксирующих опорах валков (со стороны перевалки) рядом с многорядными подшипниками (с цилиндрическими роликами) устанавливают шариковые или роликовые радиально-упорные подшипники (рисунок 9). В нефиксированных (плавающих) опорах для удержания подушки на шейке валка рядом с многорядным подшипником (с цилиндрическими роликами) устанавливают однорядные радиальные подшипники.
Рисунок 9. - Фиксирующая опора валка на четырехрядном подшипнике с цилиндрическими роликами: конструкция подшипник прокатка
На новых высокоскоростных прокатных станах применяют неподвижную посадку роликового подшипника на шейку, что исключает износ посадочных поверхностей. Легкость монтажа и демонтажа подшипника обеспечивается применением гидрораспора, при котором распрессовка неподвижных соединений осуществляется при помощи масла, подаваемого под высоким давлением (50-100 МПА). Следует, однако, указать, что этот способ эффективен только, для напрессовки и распрессовки соединений с конусными посадочными поверхностями и распрессовки (демонтажа) цилиндрических соединений, напрессовку (монтаж) последних легче всего осуществить посадкой на цилиндрическую шейку предварительно нагретого (до 80-90°С) подшипника с цилиндрическим внутренним отверстием.