轧机轴承的使用寿命课案.doc

1 轧机轴承的使用寿命目录一、影响轧机轴承使用寿命的因素(一) 、基本额定寿命(二) 、径向基本额定动负荷(三) 、修正额定寿命(四) 、油膜润滑参数(五) 、密合度(待整理) (六) 、影响轧机轴承使用寿命的因素二、轧机轴承的失效分析(一) 、轧机轴承失效统计(二) 、轧机轴承的主要失效形式和原因三、降低轧机轴承消耗的途径(一)、做好轧机轴承使数据统计(二)、轴承各零件强度要相匹配(三)、采用高质量轴承材料(四)、轧机轴承精度、游隙及配合(五)、改进热处理工艺(六)、在轧机轴承制造过程还应该从以下几方面注意改进。(七)、轧机轴承的润滑与密封(八)、轧钢机设计与安装(九)、轴承装配(十)、轧制过程中 2 摘要: 通过介绍轧机轴承的寿命计算和轧机轴承使用寿命的影响因素,以及轧机轴承失效分析的多年实践经验,进而提出了降低轧机轴承消耗的途径。关健词: 轧机轴承、负荷、使用寿命、工作表面、轴承失效、油膜、润滑、密封、过载、偏载、窜辊、装配、精度、密合度、失效分析。为了增强轧钢产品的市场竞争力,轧钢厂对轧机轴承的消耗成本及轧钢机作业率都提出了更高的要求;为什么轧制同样的产品,而不同的轧机不同的轴承或同样的轧机同样的轴承或不同的现场使用条件,轧机轴承的使用寿命差距很大,各单位的吨钢轧机轴承消耗及因轴承问题影响的轧钢机作业率有很大的不同。下面就如何降低轧机轴承消耗,从轧机轴承本身及应用等多方面给予分析提示。一、影响轧机轴承使用寿命的因素从下面的几个基本概念及计算公式中,可以看出影响轧机轴承寿命的因素及变量关系。(一)、基本额定寿命基本额定寿命:是指单个轴承或一组在相同条件下运转的近于相同的轴承,其可靠性为 90% 时的寿命。 L 10=( C/P ) ε式中: L 10 ——基本额定寿命百万转 C ——基本额定动负荷牛顿 N P ——当量负荷牛顿 N ε——寿命指数(球轴承ε=3 ,滚子轴承ε=10/3 ) 3 对于转速恒定的轴承寿命用工作时数表示为: L 10h=( C/P ) ε× 10 6 /60n 式中: L 10h ——基本额定寿命小时 h n ——轴承工作转速转/ 分钟 r/min 由式中可以看出, 轴承基本额定负荷越大及轴承转速越低,轴承基本额定寿命就越长。基本额定动负荷与基本额定静负荷,当转速足够低时, 计算时,选择额定静负荷数值; (二)、径向基本额定动负荷(轴承样本中给出) 径向基本额定动负荷:系指一个轴承假想能承受一个大小和方向恒定的径向负荷,在这一负荷作用下轴承基本额定寿命为一百万转。向心滚子轴承的基本额定动负荷计算公式: Cr=fc ( iLwecos α) 7/9 ×Ζ 3/4 × Dwe 29/27 式中, Cr ——径向基本额定动负荷牛顿 N fc ——与轴承零件几何形式、制造精度和所使用的材料而定的参数。(是在负荷作用下滚子与滚道接触材料应力均匀分布情况的值) i ——轴承中滚动体的列数α——轴承公称接触角度 Lwe ——滚动体有效长度毫米 mm Dwe ——滚动体直径毫米 mm Ζ——每列滚动体数目由式中可见,轴承滚动体的直径、有效长度、粒数、列数及工作接触面材料应力情况等对其额定动负荷有着直接的影响,其中在负荷作用下材料应力分布均匀性影响最大,其二是滚子直径影响,第三是滚子有效长度及滚子粒数的影响。 4 (三)、修正额定寿命轴承基本额定寿命 L 10 是在一定的假定条件下确定的, 随着各机械对轴承可靠性的要求不断提高,高质量轴承材料的采用和弹性流体动压润滑技术的发展, 仍沿用原定义确定轴承的额定寿命已深感不足。为此, GB6391-8 6 标准提出了修正额定寿命。可靠性为( 100 -n )% 时非常规材料特性和运转条件下的修正额定寿命为: Lna=a 1a 2a 3L 10 式中: Lna ——修正额定寿命(百万转) a 1 ——可靠性不等于 90% 的寿命修正系数; a 2 ——非常规材料性质的寿命正系数; a 3 ——非常规运转条件的寿命修正系数; 1 、对可靠性的寿命修正系数 a 1 一般情况下,大多以 90% 的可靠性来评定轴承的疲劳寿命。当对轴承可靠性要求更高时, a 1 按下表取值。可靠性% 90 95 96 97 98 99 LnL 10L 5L 4L 3L 2L 1 a 11 2 、对材料的寿命修正系数 a 2a 2 系数用于反映轴承材料的成份、夹杂物、组织、硬度等特性对轴承寿命的综合影响。对于常规材料(优质淬硬钢),取 a 2 =1 ; 通过特殊冶炼(如真空脱气、电渣重熔等)方法制造的轴承钢,钢中的夹杂物含量特别少时,取 a 2> 1 ,一般取值范围为 1~ 3。还应考虑轴承制造技术对材料性能的影响。如淬回火组织变化、硬度 5 降低、