Полувековая история производства подшипников жидкостного трения (ПЖТ) на ЭЗТМ


Производство подшипников жидкостного трения (ПЖТ) на ОАО «ЭЗТМ» имеет более чем полувековую историю. Развитие производства ПЖТ в бывшем СССР исторически проходило в условиях «железного занавеса», поэтому ОАО «ЭЗТМ» прошел свой неповторимый путь в создании теоретической и экспериментальной базы и в совершенствовании конструкции подшипников жидкостного трения. Такая вынужденная изолированность создала предпосылки для выработки своих критериев при выборе подшипников, и эти критерии несколько отличаются от принятых во всем мире.

Попробуем разобраться в этих отличиях и оценить справедливость существования подхода школы «ЭЗТМ» к этому вопросу. Но прежде всего, необходимо определиться в том, какие положения принимаются в качестве исходных.


Прежде всего, необходимо ясно понимать, что работа любых подшипников жидкостного трения основана на гидродинамической теории смазки, основы которой были заложены Осборном Рейнольдсом. Согласно этой теории нагрузочная способность любого подшипника жидкостного трения какого-либо типоразмера определяется только свойствами применяемого масла. Поэтому мнение о том, что подшипник одного производителя может в значительной степени превосходить по грузоподъемности подшипники других производителей для одного и того же типоразмера не верно. Некоторые производители, рекламируя свои достижения, делают упор на новые материалы, из которых изготавливается основная пара – втулка-вкладыш и втулка-цапфа, на конструктивные новшества и т.п. При этом убеждают заказчиков, что подобные нововведения увеличивают нагрузочную способность в значительной степени. В действительности это не совсем так.

Некоторые конструктивные отличия действительно могут в какой-то степени (в пределах 10…20%) повысить нагрузочную способность подшипника, но не больше. В любом случае в качестве основного критерия, определяющего нагрузочную характеристику подшипника, остаются закон гидродинамики и гидродинамические характеристики применяемого масла.

В соответствии с законами гидродинамики при работе подшипника в его рабочей зоне создается клинообразная прослойка масла, которая разделяет пару трения «вкладыш-цапфа» между собой. Примерная эпюра давлений, возникающих в этом клине, представлена на рисунке. Точный расчет формы этой эпюры по всей площади подшипника с учетом всех сопутствующих факторов и соответственно расчет нагрузочной характеристики подшипника очень сложен и поэтому не входит в задачу этой статьи. Можно ли оценить нагрузочную способность подшипника приближенно и с достаточной степени достоверности? Да, можно.

Для этого существует один из показателей нагрузочной характеристики подшипника, которым пользуется на ОАО «ЭЗТМ». Этот показатель – среднее удельное давление в подшипнике qср.Оно рассчитывается как нагрузка на подшипник, деленная на площадь поперечного сечения подшипника и определяется как

среднее удельное давление в подшипнике
где P - максимальная нагрузка на подшипник (половина усилия прокатки);
L - длина втулки-вкладыша подшипника;
D - диаметр ПЖТ.


Это условный усредненный параметр. Исходя из многолетнего опыта эксплуатации подшипников, мы знаем, что максимальное значение среднего удельного давления не должно превышать 24…25 МПа. В противном случае гидродинамический клин пропадает, и подшипник переходит в режим полужидкостного или граничного трения, т.е. становится фактически подшипником скольжения.

Отличие подхода «ЭЗТМ»
к выбору подшипника по этому параметру заключается в том, что мы не рекомендуем заказчику ориентироваться на указанную величину, как предельно допустимую. Для каждого вида прокатки мы рекомендуем ориентироваться на меньшее значение среднего удельного давления. Например, для горячей прокатки мы считаем, что этот параметр не должен превышать 17 MPa. Если это условие соблюдать, то среднестатистический ресурс работы втулок-вкладышей (при условии соблюдения всех требований по эксплуатации подшипников жидкостного трения) будет составлять 17000 часов работы.

Однако многие производители заявляют нагрузочные характеристики своих подшипников, при которых среднее удельное давление равно и даже превышает максимально допустимые 24…25 MPa. При этом надо ясно понимать, что заявленную максимальную нагрузку могут выдержать подшипники данного типоразмера от любого производителя. А могут и не выдержать… Слишком много других факторов влияет на их нагрузочную способность. Это и качество масла (вязкость, наличие химических примесей, содержание воды в нем, размеры механических примесей и т.д.), это и точность выставки валка в клети, это и расходно-напорные характеристики маслостанций и многое другое. Заявляя максимальную нагрузочную способность, многие производители подшипников жидкостного трения используют такое обилие факторов, требования по которым, как правило, не соблюдаются, в качестве причин преждевременного выхода из строя втулок-вкладышей. С этим мы сталкивались уже неоднократно.

Таким образом, заявляя нагрузочные характеристики своих подшипников, мы говорим о долговременной допустимой нагрузке на этот подшипник.

Однако, выбирая подшипник по указанному критерию, надо учитывать, что на разных скоростных режимах подшипник имеет различную нагрузочную способность. Эта зависимость как раз и определяется гидродинамическим законом. Для наших подшипников эта зависимость выражена в виде рабочих диаграмм нагрузочной способности ПЖТ.

Именно этот критерий является для нас основным при выборе подшипника. Он позволяет оценить возможную нагрузочную способность при любом режиме работы стана.

Здесь надо уточнить, что, поскольку такие диаграммы были созданы расчетным путем по специальной методике, они описывают характеристику ПЖТ вообще. Т.е. эти диаграммы справедливы для подшипников любого производителя без учета их конструктивной особенности.

В начале статьи упоминалось, что, в то же время, некоторые конструктивные особенности в незначительной степени могут влиять на повышение нагрузочной способности ПЖТ.

Так, недавно появились подшипники, в которых установлена цапфа с умышленно заниженной жесткостью. В результате этого упругая деформация цапфы под действием нагрузки позволяет несколько расширить рабочую зону жидкостного трения, что дает возможность подшипнику, по заявлениям разработчиков этой серии, выдерживать на 10-15% бóльшие нагрузки.

Однако в ряде случаев такое решение приводит к появлению фреттинг-коррозии, выражающейся в выкрашивании конической поверхности шейки опорного валка. Это происходит за счет постоянных микроперемещений внутренней поверхности нежесткой тонкостенной цапфы относительно поверхности шейки валка.

Наше предприятие еще в 60-е годы прошлого века пошло по другому пути. Расширение рабочей зоны жидкостного трения мы получаем за счет применения втулок-вкладышей, в которых расточка по баббитовому слою выполнена из двух разных центров. Это дает более благоприятное распределение давления на баббит при одних и тех же условиях.

Применение расточки втулки-вкладыша по баббиту из двух центров предоставляет запас по нагрузочной способности, который составляет 15…20%.

Существуют еще некоторые другие особенности в подходе при выборе подшипника, например рекомендации по выбору масла, используемого в подшипнике. Дело в том, что гарантии на безупречную работу наших подшипников мы даем в случае использования при его работе масел, которые прошли специальную сертификацию. Эта сертификация включает в себя два этапа: специальный химический анализ и испытания по определению температурно-вязкостных характеристик. Первый этап выполняется специализированными сторонними организациями. Второй мы выполняем на специальных стендах ПЖТ при различных нагрузочно-скоростных режимах. При положительных результатах этих испытаний масло получает специальный допуск на возможность применения его в работе ПЖТ.

Существуют ли другие способы повысить нагрузочную способность ПЖТ? Да, существуют. Например, добавление в подшипник системы гидростатического подпора высокого давления. Есть и другие решения, дающие эффект при определенных режимах прокатки.

Но в любом случае подобные решения необходимо принимать после тщательного анализа желаемых режимов и условий прокатки совместно со специалистами ОАО «ЭЗТМ».


www.eztm.ru
29 ноя 2010 17:39 | автор: newsrelay | просмотров: 5402 |



комментариев нет


добавить комментарий:

текст изображение видео








- Буквы вводятся без учета регистра





ЭЗТМ
  • 144005, г. Электросталь, Московская область, ул. Красная, 19
  • (496) 577-72-42, Телефон/факс (496) 577-73-04
  • http://www.eztm.ru/
На правах рекламы:
КОМЕК МАШИНЕРИ

Прямой эфир:


RBK Money СтройТех