Inženirska logika za načrtovanje in izdelavo ohišij kotalnih ležajev (1. del)

V celotni opremi valjarn za plošče in trakove se ohišje ležaja pogosto preprosto obravnava kot škatla za namestitev ležajev. Pravzaprav ne opravlja le funkcije namestitve in pozicioniranja ležajev, temveč tudi neposredno sodeluje pri prenosu kotalne sile, vzdrževanju togosti valjčnega sistema, nadzoru natančnosti oblike plošče in zagotavljanju dolgoročne obratovalne zanesljivosti opreme. Pri proizvodnih linijah za vroče valjanje, hladno valjanje in valjanje folije obstajajo znatne razlike v zasnovi, izbiri materiala, natančnosti obdelave in zahtevah glede pregleda ohišja ležaja.

1. Ohišje ležaja je treba razumeti glede na funkcijo valjev valjarne.

V konstrukciji valjarne je ohišje ležaja nameščeno na obeh koncih valjev in se uporablja za namestitev ležajev ter prenos kotalne obremenitve na okvir ali sistem okvirja stroja. Običajno se ohišje ležaja na terenu identificira glede na dve dimenziji: ena je razdeljena na ohišje delovnega ležaja, vmesno ohišje ležaja in ohišje podpornega ležaja glede na funkcijo valjev; druga pa je razdeljena na zgornji valj, spodnji valj, stran prenosa in stran delovanja glede na položaj namestitve. Skupaj tvorijo natančna imena, kot sta "zgornje ohišje delovnega ležaja na strani prenosa" in "spodnje ohišje podpornega ležaja na strani delovanja".

Pomen te metode razvrščanja je v tem, da imajo različni valji različne funkcije, razlikujejo pa se tudi oblika obremenitve, pogostost spreminjanja valjev, prostorske omejitve, metode mazanja in zahteve glede natančnosti ohišja ležaja. Zato zasnove ohišja ležaja ni mogoče preprosto razdeliti na d"v vroče valjanje, hladno valjanje, valjanje folije", temveč je treba najprej jasno opredeliti, ali služi delovnemu valju, vmesnemu valju ali podpornemu valju.

2. Oblikovalski poudarek različnih ohišij kotalnih ležajev

Delovni valj neposredno sodeluje pri deformaciji kovine in je komponenta z najvišjo frekvenco menjave valjev ter najkompleksnejšo dinamično obremenitvijo v valjčnem sistemu. Ustrezno ohišje ležaja delovnega valja mora običajno prenesti izmenične obremenitve, udarne obremenitve, pa tudi krmilne sile za obliko plošče, kot sta upogibanje in zvijanje. Njegova zasnova je osredotočena na odpornost proti utrujenosti, udarcem, obrabno odpornost vodilne površine, priročno menjavo valjev in ujemanje vmesnikov z upogibnim blokom, vozičkom za menjavo valjev, blokirno napravo in sistemom mazanja.

Nosilni valj v glavnem nosi kotalno silo, ohišje ležaja pa je veliko in težko. Je ključna nosilna komponenta v sistemu togosti valjarne. Pri zasnovi je poudarek na splošni statični togosti, natančnosti položaja ležajne odprtine in površine okna, zanesljivosti vgradnje ležaja, nadzoru preostalih napetosti in dolgoročni dimenzijski stabilnosti. Pri velikih vročih valjarnah mora ohišje ležaja podpornega valja upoštevati tudi udarne obremenitve, varnostno rezervo in udobje vzdrževanja na kraju samem.

Vmesni valj se večinoma uporablja v šestvaljnih valjarnah, valjarnah HC, valjarnah UCM in nekaterih večvaljnih valjarnah ter je tesno povezan z valjčki vrvi, upogibnimi valjčki in sistemom za nadzor oblike plošče. Njegova konstrukcija ohišja ležaja je prostorsko relativno kompaktna, s kompleksnimi vmesniki in zahteva večjo dimenzijsko natančnost in skupinsko skladnost. Poudarek je na zagotavljanju natančnosti vodenja valjčkov vrvi, nadzoru deformacije poševnosti in razumni razporeditvi struktur za mazanje, hlajenje in tesnjenje.

3. Razlike v delovnih pogojih ležajnih ohišij za vroče valjanje, hladno valjanje in valjanje folije

Osnovne zahteve za ohišje ležaja za vroče valjarne so trdnost, odpornost proti udarcem in prilagodljivost vročemu okolju. Na mestu vročega valjanja so prisotne visokotemperaturno sevanje, oksidni kamen, erozija vodne pare in velika nihanja kotalne sile. Čeprav ohišje ležaja ni v neposrednem stiku z vročim obdelovancem, je vedno v neugodnem okolju. Zato je treba pozornost nameniti strukturnemu varnostnemu faktorju, odpornosti kontaktne površine proti obrabi, zaščiti tesnjenja, zanesljivosti mazanja in vzdrževanju. Materiali se lahko izberejo med litim jeklom, legiranim litim jeklom, nodularno lito železo ali kovanim jeklom glede na konstrukcijsko velikost, stopnjo obremenitve in ekonomičnost proizvodnje. Ni mogoče preprosto domnevati, da mora določena vrsta ohišja ležaja uporabljati določeno vrsto materiala.

Osnovne zahteve za ohišje ležaja za hladno valjarne so togost, natančnost in dinamična stabilnost. Hitrost hladnega valjanja je visoka, zahteve glede oblike in debeline plošče pa so stroge. Manjše deformacije, spremembe reže ali napake pri sestavljanju ohišja ležaja lahko vplivajo na stabilnost valjanja in kakovost izdelka. Njegova zasnova se mora osredotočiti na natančnost odprtine ležaja, vodilne površine okna, pozicionirne površine in vmesnikov, povezanih z upogibnimi valji, vrvnimi valji, AGC itd. Hkrati je treba upoštevati tudi nadzor vibracij med delovanjem pri visoki hitrosti in ponovljivost natančnosti pozicioniranja po večkratni menjavi valjev. 

Osnovne zahteve za ohišje ležaja pri valjanju folije so visoka natančnost, nizke vibracije in dimenzijska stabilnost. Izjemno tanki trakovi, kot sta aluminijasta folija in folija za baterije, so izjemno občutljivi na vibracije valjarne. Že majhne vibracije valjev ali lokalne deformacije ohišja ležaja lahko povzročijo sledi vibracij, spremembe debeline ali napake v obliki plošče na površini traku. Zato mora ohišje ležaja stroja za valjanje folije ne le zagotavljati natančnost pozicioniranja in doslednost montaže, temveč mora biti pozorno tudi na strukturno dušenje, nadzor dviga temperature, tesnjenje z mazanjem in prilagodljivost čistemu okolju. Nekateri visoko natančni valjčni stroji lahko uporabljajo materiale z dobrimi lastnostmi dušenja, kot je nodularna litina, vendar je treba te materiale še vedno celovito preveriti glede na obremenitev, togost, kontaktno napetost in standarde strank.

4. Izbire materiala ni mogoče preprosto oceniti glede na velikost/težo

Bistvo izbire materiala ohišja ležaja je doseči ravnovesje med trdnostjo, togostjo, žilavostjo, dušenjem, izdelovalnostjo, stroški in vzdrževanjem.

Nekatera ohišja ležajev delovnih valjev uporabljajo kovano jeklo ali visokokakovostno legirano jeklo, ker se delovni valji pogosto menjajo in so znatno izpostavljeni udarcem in izmeničnim obremenitvam. Vodilne površine, zaklepne površine in območja namestitve ležajev so nagnjena k obrabi ali utrujenosti. Kovano jeklo ima dobro gostoto, žilavost in odpornost proti utrujenosti, kar je primerno za delovne pogoje z visokimi obremenitvami, visoko natančnostjo ali visokimi udarci. Vendar to ne pomeni, da morajo vsa ohišja ležajev delovnih valjev uporabljati kovano jeklo. Srednje veliki valjčni stroji ali delovni pogoji brez omejitev lahko uporabljajo tudi lito jeklo, nodularno železo ali kombinirane konstrukcije.

Velika ohišja valjčnih ležajev zaradi svoje velike velikosti in kompleksne strukture pogosto uporabljajo lito jeklo ali velike lite konstrukcije, ki lahko vsebujejo mazalne kanale, votline za povratno olje in dvižne konstrukcije. Postopek litja ima prednosti pri oblikovanju velikih in kompleksnih struktur ter nadzoru stroškov. Dokler so zagotovljeni kakovost ulitka, toplotna obdelava in nadzor odkrivanja napak, lahko v celoti izpolnjuje zahteve glede trdnosti, togosti in življenjske dobe.

Vrednost nodularne litine je predvsem v njeni dušilni sposobnosti, sposobnosti oblikovanja ulitkov in dimenzijski stabilnosti. V nekaterih strojih za precizno valjanje, občutljivih na vibracije, ali strojih za valjanje folije se lahko uporablja kot ena od materialnih rešitev za zmanjšanje odziva na vibracije. Vendar pa se trdnost, žilavost in varivost nodularne litine razlikujejo od trdnosti, žilavosti in varivosti jekla in je ni mogoče neposredno nadomestiti z jeklom samo zato, ker ima dobro dušenje. Še vedno je potrebno inženirsko preverjanje.

5. Kakovost izdelave določa življenjsko dobo ohišja ležaja

Izdelava ohišja ležaja ni preprost postopek litja ali strojne obdelave, temveč sistematičen inženiring, ki enotno nadzoruje materiale, toplotno obdelavo, predelavo, pregled in merila montaže.

Na stopnji surovine so ključne kontrolne točke kemična sestava, notranje napake, vključki, krčenje in poroznost ter preostale napetosti zaradi litja in kovanja. Velika ohišja ležajev bi morala zmanjšati tveganja glede kakovosti z razumno zasnovo dvižnih in vzpetin, simulacijo strjevanja, postopki kovanja in sistemi toplotne obdelave. Pomembno je omeniti, da zahteve glede visoke čistosti taljenja valjev niso neposredno enake vsem zahtevam za ohišja ležajev. Posebne zahteve je treba določiti na podlagi materiala ohišja ležaja, delovnih pogojev in tehničnih dogovorov.

V fazi obdelave so ključne kontrolne točke ležajne luknje, čelne površine, vodilne površine oken, površine za namestitev oblog, zaklepne površine in sistemi mazalnih lukenj. Pri ohišjih ležajev za hladno valjanje in valjanje s folijo je pomembno biti pozoren tudi na skupinsko skladnost več ohišij ležajev, da se prepreči odstopanje središčne črte valjčnega sistema, nenormalne vrzeli oken ali napake pri nadzoru oblike plošče med montažo.

V fazi inšpekcijskega pregleda je treba poleg rutinskih pregledov velikosti izvesti tudi nedestruktivne preglede, preglede trdote, ponovno merjenje kritičnih položajev oblike in potrebno preverjanje poskusnega sestavljanja, pri čemer je treba upoštevati vrste materialov in zahteve strank. Pri šestvaljnih, dvajsetvaljnih in vrhunskih strojih za valjanje folije obstaja jasna dimenzijska veriga med ohišjem ležaja, oblogo, klinom, vodilno tirnico in komponentami ležajnega sklopa, kopičenje napak pa je treba nadzorovati s sistemskega vidika.

6. Od "Nakup delovddhhh do "Zanesljivost nakupovalnega sistema"

Ko ohišje ležaja odpove, to ne vpliva le na posamezen del, temveč lahko povzroči tudi pregorelost ležaja, preobremenitev valjev, nenormalno obliko plošče, vibracije valjarnega stroja, nenačrtovano zaustavitev in celo poškodbo okvirja. V primerjavi z razliko v nakupni ceni so izgube zaradi zaustavitve, popravil in okvar kakovosti pogosto večje.

Zato pri nabavi ležajnih ohišij ne smemo primerjati le cen na enoto, temveč tudi oceniti dobaviteljeve zmogljivosti preverjanja zasnove, zmogljivosti nadzora materiala, izkušnje s toplotno obdelavo, zmogljivosti natančne obdelave, metode pregledovanja in zmogljivosti reševanja problemov v zaprti zanki na kraju samem. 

Guangwei Precision se že dolgo intenzivno ukvarja z raziskavami in proizvodnjo ključnih komponent za metalurško opremo. Ponuja ohišja ležajev in sorodne ključne komponente za vroče valjanje, hladno valjanje, valjanje folij in sorodne proizvodne linije za plošče in trakove. Naš poudarek ni le na dobavi izdelkov, temveč tudi na dolgoročno stabilnem delovanju ohišij ležajev v sistemu valjarskega stroja. Z izbiro materiala, strukturno optimizacijo, nadzorom natančnosti obdelave, preverjanjem zaznavanja in povratnimi zankami uporabe na kraju samem strankam ponujamo zanesljivejše, trpežnejše in praktične izdelke in rešitve za ohišja ležajev.

O podjetju GW Precision

GW Precision Technology Co., Ltd. je nacionalno certificirano visokotehnološko podjetje, specializirano za proizvodnjo preciznih jeklenih tuljav od leta 2006 – med najdlje uveljavljenimi proizvajalci jeklenih tuljav na Kitajskem. Izdelki GWspool so namenjeni navijanju aluminijastih, bakrenih, nerjavečih in silicijevih jeklenih plošč ter folij, s strankami v več državah po vsem svetu.

Spletna stran:www.gwspool.com

Kontakt: guangwei@gwspool.com | +86-13837907701