胡志强
一、Explorer系列轴承在钢铁轧辊上的应用
SKF Explorer(探索者)轴承系列是SKF新研制的推力球面滚子轴承。新型的推力球面滚子轴承可以承受巨大的径向载荷以及轴向载荷。这种承受复合载荷的能力使传动结构的设计者在设计部件时既节约了成本,又节省了空间。推力球面滚子轴承具有很高的硬度,可以在重载荷工况环境下工作。根据轴承的系列不同,推力球面滚子轴承可以对轴孔之间2°~3°偏差进行调整。
SKF综合了多年的研发经验、摩擦学专利、轴承材料设计研制开发了探索者系列轴承。通过对钢的晶粒微组织结构进行观察,将钢的含氧量降到最低,制造了超洁净、结构均匀的钢材料。开发工程师和工艺工程师通力配合确保每个轴承零件都合格,从而最大限度地发挥润滑效果,减小摩擦和磨损。在Explorer系列轴承的设计中,采用了浮动导环、对称的自引导滚子的设计。在油池中,滚子转动时有抽吸作用,这是一种非常有效的散热方法。以上的这些设计都最大化的增加了轴承的使用寿命。
在钢铁生产中,SKF的Explorer四列圆锥滚子轴承在冷、热轧机上得到了成功应用。Explorer四列圆锥滚子轴承可以实现客户对设备长寿命、高可靠性、免维护的要求。由于该款轴承采用了新形表面的轴承滚道,使润滑剂在苛刻的环境下也能保持形成油膜,并且新形的滚道表面使轴承轴向间隙得到优化。目前,Explorer四列圆锥滚子轴承已经成功应用于宽厚板轧机、钢带热轧机、冷连轧机、光整机、粗轧机、万能钢梁轧机、轧条机、帮材及线材轧机。
Explorer四列圆锥滚子轴承
在此基础上,SKF开发了ConRo应用于连铸设备的全密封输送辊系统。该系统可在低速、重载、高温、含有冷却水或饱和蒸汽的环境下运行而不需要进行加注润滑剂。
ConRo全密封输送辊系统
对于连轧和连铸设备,传动系统的监测非常重要,所以,SKF开发了在线监测仪表Smart Chock Unit收集轴承运行数据,这有助于工作人员分析设备状况,防止意外事故的产生。Smart Chock Unit是一个多参数收集仪表,可以监测轴承和轴肩的载荷、振动速率、振动加速率和SEE(Spectral Emitted Energy)热量辐射等数据。
Smart Chock Unit仪表的应用
二、Panloc系列轴承在压缩机上的应用
Panloc轴承分解图
SKF Panloc(Pre-adjustable non-loacating )轴承系列是高精度轴承。对于传动精度要求较高的设备,比如压缩机,需要进行工作游隙控制,往往要求轴承游隙或预紧量可以控制、调整,一方面保证传动精度,另一方面保证轴承有适当的使用寿命。Panloc系列轴承的设计正是为了满足这一要求,使轴承的游隙调整起来更便捷、可靠。
可以调整轴承游隙或预紧量的解决方案有很多种。比如使用带有圆锥形孔的圆柱滚子轴承和带有圆柱形孔的滚针轴承。对于锥形孔的圆柱滚子轴承,随着锥形孔轴承内圈的推进,轴承内圈滚道逐渐扩张,这样可以精确调整轴承游隙或预紧量。这种方法一直以来在精密轴承技术解决方案中扮演着重要角色。但是,由于锥孔和锥轴难以加工,所以费用较高,而且调整复杂。对于带有圆柱孔的滚针轴承,正确选择滚针直径和保持架组件可以达到高精度轴承游隙和预紧量的要求,不过,相比较而言,挑选的过程不仅费时,而且风险大,另外,由于库存量的要求,制造成本也会增加。
SKF针对以上轴承的不足,考虑用户的需要,设计了Panloc系列轴承。Panloc系列轴承由圆锥滚子、无挡边内圈、无挡边外圈、轴间挡圈和凸缘轴承座组成。圆锥滚子为单列,带支撑架;轴承内圈为圆柱形孔,带滚道,可与外圈和轴承座分开独立安装;轴承外圈安装在轴承座上,滚道略有锥度;轴间挡圈被设计成调节挡圈,有外螺纹,和轴承座内螺纹旋合,可以推动锥形滚子,调节带有锥形滚道的外圈,达到精确调整轴承游隙和预紧量的目的。
SKF Panloc轴承座端面上设计了刻度盘,轴肩档圈上有指示箭头,在调整过程中,用户可以了解从基点开始调节了多少轴承游隙或预紧量。轴承刻度是SKF工程师根据安装在轴和轴承座上内外圈的干涉配合计算出来的。轴肩挡圈旋转一个刻度,轴承游隙就被调整了一定的尺寸。当内外圈在调整轴承的游隙或预紧量时,内外圈的温度差因素应该计算在内。SKF考虑以上所有因素对轴承游隙和预紧量的影响,开发了相应的计算程序,给用户带来了方便。
Panloc轴承系列的滚子形式和普通圆锥滚子轴承的滚子形式一样。但因为Panloc轴承内圈滚道平直(0°倾斜角),而外圈滚道带有锥度(超过了滚子锥度),所以相比较内外圈都按照一定锥度加工的圆锥滚子轴承,Panloc轴承滚子的工作位置更恶劣。不过,由于Panloc轴承外圈滚道锥度非常小,所以对轴承几乎没有影响,不会降低轴承的使用寿命。SKF工程师经过试验检测,结果确实如此。另外,由圆锥滚子和外圈滚道的锥度引起的轴向力很小,轴肩完全可以承受。
在压缩机运行中,对轴承的硬度要求和轴承的运转精确度要求都很高,而且,在补偿因热膨胀使轴产生的伸长量时,要求轴承内部不应产生内应力。因此SKF Panloc轴承具有很大的优势和广阔的应用。