घरेलू स्टील प्लांट में रोलिंग मिलों की गति बढ़ा दी गई है, जिसके परिणामस्वरूप बैकअप रोल पर चार-पंक्ति बेलनाकार रोलर बीयरिंग का उच्च तापमान बढ़ गया है। इस समस्या को देखते हुए, गति वृद्धि से पहले और बाद में असर के घर्षण टोक़ और कैलोरी मान की गणना और तुलना की जाती है। यह दर्शाता है कि घर्षण बलाघूर्ण पर गति का प्रभाव स्पष्ट नहीं है, और यह ऊष्मा मान के लगभग समानुपाती होता है। असर का तापमान वृद्धि अनुकूलित है। मुख्य उपाय स्लाइडिंग भागों के संपर्क क्षेत्र को कम करना, एक ठंडा तेल सर्किट जोड़ना, संपर्क सतह की खुरदरापन को कम करना, असर तेल छेद को अनुकूलित करना और गर्मी अपव्यय प्रभाव में सुधार करना है। रोलर एंड फेस और रिब के बीच संपर्क के लिए एक सरल गणना पद्धति प्रस्तावित है। आवेदन के बाद, अनुकूलित असर का तापमान वृद्धि स्पष्ट रूप से धीमा हो जाती है और सेवा जीवन में सुधार होता है।
आपूर्ति-पक्ष संरचनात्मक सुधार और अभूतपूर्व गंभीर पर्यावरण संरक्षण दबाव के निरंतर प्रचार के साथ, बड़ी संख्या में स्टील मिलों को उत्पादन क्षमता के रैंक में सूचीबद्ध किया गया है। हालांकि, घरेलू बड़ी स्टील मिलें फिलहाल कम आपूर्ति में हैं। इसलिए, दक्षता बढ़ाने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए रोलिंग गति को बढ़ाया गया है। एक स्टील प्लांट में 1250 कोल्ड रोलिंग लाइन के बैकअप रोल के लिए चार-पंक्ति बेलनाकार रोलर बेयरिंग की गति समान रोलिंग बल और स्नेहन मोड के तहत 197 R / min से बढ़ाकर 257 R / min कर दी जाती है। गति बढ़ाने के बाद, असर तापमान कई बार बहुत अधिक बढ़ जाता है और अलार्म बंद हो जाता है। अधूरे आँकड़ों के अनुसार, इस मॉडल का उपयोग लगभग 20 घरेलू स्टील मिलों में लगभग 200 लाइनों पर किया गया है, और बाजार उपयोग दर बहुत अधिक है, जो इसके इष्टतम डिजाइन के लिए निश्चित मूल्य का है। चार-पंक्ति बेलनाकार रोलर असर की संरचना अंजीर में दिखाई गई है। 1. समग्र आयाम Φ 690 × Φ 980 × 750 है, सामग्री G20Cr2Ni4A है, पिंजरे को स्तंभ द्वारा वेल्डेड किया गया है, सटीकता ग्रेड P5 है, असर क्षमता Cr 20700kN है, कोर 56500kN है।
1. गति वृद्धि का प्रभाव
1.1 घर्षण बलाघूर्ण की भिन्नता
असर का तापमान वृद्धि मुख्य रूप से काम करने की प्रक्रिया के दौरान असर के अंदर घर्षण से आता है। बीयरिंग के घर्षण क्षण की गणना के लिए कई सूत्र हैं, और यहां हैरिस टीए सूत्र का उपयोग किया जाता है।
सूत्र के लिए: m कुल घर्षण दूरी है, Nmm; M0 बिना भार के असर की घर्षण दूरी है, M1 भार के कारण होने वाली घर्षण दूरी है, Nmm; F0 और F1 अनुभवजन्य गुणांक हैं; ν स्नेहन तेल की गतिज चिपचिपाहट है, mm2 / S (चिकनाई तेल के आधार तेल की चिपचिपाहट); एन असर की गति है, आर / मिनट; पी बराबर भार है, एन; डीपीडब्ल्यू पिच व्यास है, मिमी।
कैटलॉग में, पैरामीटर मान हैं: F0=2, F1=0.0003, ν=12mm2 / s, n=197r / मिनट गति वृद्धि से पहले, 257r / मिनट गति वृद्धि के बाद, DPW=836mm, आवेदन की स्थिति के तहत अधिकतम रोलिंग बल है लगभग 1000 टन, पी=5 × 106 एन। गणना परिणाम तालिका 1 में दिखाए गए हैं।
उपरोक्त तालिका से यह देखा जा सकता है कि जब गति में ३०.४६% की वृद्धि होती है, तो नो-लोड के तहत असर का घर्षण टॉर्क M० 19.39% बढ़ जाता है, और लोड के कारण होने वाला घर्षण टॉर्क M1 नहीं बदलता है। हालांकि, बड़े भार के कारण, M1 में कुल घर्षण बलाघूर्ण का एक बड़ा हिस्सा होता है, और कुल घर्षण बलाघूर्ण में केवल 0.32% की वृद्धि होती है। जाहिर है, असर कम गति और भारी शुल्क वाली स्थिति से संबंधित है। इस समय, लोड असर घर्षण टोक़ का कारण बनने वाला मुख्य कारक है, और गति परिवर्तन का असर के कुल घर्षण दूरी परिवर्तन पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है।
1.2 ऊष्मीय मान असर का परिवर्तन
ऊष्मीय मान वहन करने का परिकलन सूत्र इस प्रकार है:
जहां q ऊष्मीय मान है, W. घर्षण बलाघूर्ण और गति को गणना में प्रतिस्थापित किया जाता है, और परिणाम तालिका 2 में दिखाए जाते हैं।
उपरोक्त गणना से यह देखा जा सकता है कि असर का कुल घर्षण टोक़ 0.32% बढ़ जाता है, जबकि असर का कैलोरी मान 30.87% बढ़ जाता है। घर्षण बलाघूर्ण के छोटे परिवर्तन के कारण ऊष्मीय मान (30.87% की वृद्धि) और घूर्णन गति (30.46% की वृद्धि) के अनुपात में लगभग वृद्धि हो जाती है। परिणाम यह भी दिखाते हैं कि हालांकि असर हीटिंग विभिन्न आंतरिक रोलिंग स्लाइडिंग घर्षण से आता है, यह समझना सटीक नहीं है कि केवल असर घर्षण टोक़ को कम करने से असर हीटिंग की समस्या हल हो सकती है। इस मामले में, यह देखा जा सकता है कि असर हीटिंग मुख्य रूप से भार और गति से संबंधित है।
2. रोलिंग मिल असर का अनुकूलन डिजाइन
उपरोक्त विश्लेषण से, यह देखा जा सकता है कि असर का ताप उत्पादन अधिक बढ़ जाता है, और गर्मी को बाहर निकालने के उपाय किए जाने चाहिए। असर के गर्मी हस्तांतरण मोड मुख्य रूप से गर्मी चालन, गर्मी संवहन और गर्मी विकिरण हैं। असर हीटिंग दक्षता और गर्मी अपव्यय दक्षता की गणना बहुत जटिल है। यह प्रासंगिक गणना समीकरणों से देखा जा सकता है कि गर्मी अपव्यय दक्षता को प्रभावित करने वाले मुख्य पैरामीटर तनाव, स्लाइडिंग गति, तेल फिल्म से संबंधित पैरामीटर और संपर्क क्षेत्र से संपर्क कर रहे हैं। इसलिए, काम करने की स्थिति में बदलाव के बाद ऑपरेशन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, अनुकूलन डिजाइन विचार इस प्रकार है:
1) फिसलने वाला हिस्सा संपर्क क्षेत्र को कम करता है;
2) स्लाइडिंग भाग एक शीतलन तेल सर्किट के साथ प्रदान किया जाता है;
3) संपर्क सतह की खुरदरापन को कम करें और प्रसंस्करण बनावट को अनुकूलित करें;
4) असर तेल छेद को अनुकूलित करें, संख्या और व्यास बढ़ाएं।
2.1 असर पिच सर्कल आकार का अनुकूलन
वृत्त के ऊष्मा मान को केवल ऊष्मा उत्पन्न करने वाले समीकरण से ही समायोजित किया जा सकता है। यह समीकरण असर के आंतरिक संपर्क पर आधारित नहीं है। यह देखा जा सकता है कि घर्षण टोक़ को कम करने के लिए DPW को कम करना फायदेमंद है। विशेष रूप से, M0 पिच सर्कल व्यास की तीसरी शक्ति के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध है, जो बहुत बदलता है।
इसके अलावा, घर्षण गर्मी भी उत्पन्न होगी जब रोलिंग तत्व क्रांति में असर गुहा में स्नेहक के माध्यम से गुजरता है। गणना समीकरण इस प्रकार है:
इस सूत्र में, hrdrag घर्षण ताप दर है; मीटर रोलर, रेड / एस की क्रांति गति है; FV चिपचिपा कर्षण बल है, N; Z रोलर्स की संख्या है; J nm / s से W तक रूपांतरण स्थिरांक है। यह देखा जा सकता है कि घर्षण ताप दर सीधे पिच व्यास और रोलर की क्रांति गति के समानुपाती होती है। रोलर के लिए आंतरिक गुहा स्नेहक की ताप दर गति में वृद्धि के बाद प्रत्यक्ष अनुपात में बढ़ जाती है, जो अप्रत्यक्ष रूप से इंगित करती है कि अधिक स्नेहक, बेहतर।
अंत में, असर के पिच सर्कल आकार को कम करने के लिए असर की आंतरिक संरचना को अनुकूलित किया गया है। पिच व्यास भी असर भार और जीवन से संबंधित है, और कमी सीमित है।
२.२ रिंग निकला हुआ किनारा और रोलिंग तत्व के बीच संपर्क का अनुकूलन करें
बेलनाकार रोलर असर मुख्य रूप से रेडियल भार वहन करता है और रिंग निकला हुआ किनारा के आधार पर अक्षीय भार भी वहन करता है। संपर्क सतह में, गति अंतर के कारण रोलर एंड फेस और रिब के बीच फिसलने वाला घर्षण होता है। यदि रोलर के दोनों सिरों पर स्लाइडिंग अलग है, तो घर्षण बल जितना अधिक होगा, रोलर काम करने की प्रक्रिया में भी तिरछा हो जाएगा। रोलर एंड फेस और रिंग फ्लेंज की ज्यामिति का उनके बीच फिसलने वाले घर्षण और तेल फिल्म निर्माण पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। आमतौर पर यह माना जाता है कि सतह संपर्क की तुलना में बिंदु संपर्क का घर्षण प्रभाव सबसे अच्छा होता है। रोलर एंड फेस और रिब के बीच संपर्क स्थिति को बेहतर बनाने के लिए, रोलर एंड फेस बॉल बेस सरफेस को गोद लेता है, और रिंग रिब इच्छुक रिब को अपनाता है। सैद्धांतिक गणना के माध्यम से, रोलर गोलाकार आधार सतह और रिंग रिब के केंद्र के बीच संपर्क बिंदु की स्थिति को नियंत्रित किया जाता है, ताकि सबसे अच्छा स्नेहन राज्य प्राप्त किया जा सके। गणना इस प्रकार है।
चित्रा 2 में, एच रिब की ऊंचाई है, एच 1 रिब की ऊंचाई है जिसमें कोई तेल छेद आकार नहीं है, ए मध्य बिंदु है, आर रोलर एंड फेस का चाप है, संपर्क कोण α है, और एस अधिकतम है निकासी। चित्र 2A . में एक संबंध है
जहां डीडब्ल्यू रोलर व्यास है, मिमी। जब रोलर का व्यास और रिब की ऊंचाई ज्ञात हो, तो कोण α का निर्धारण करके रोलर एंड फेस R का मान निर्धारित किया जा सकता है। समीकरण द्वारा गणना की गई संपर्क बिंदु वास्तव में निकला हुआ किनारा का मध्य बिंदु है, जिसमें तेल नाली का आकार भी शामिल है, और अधिक सटीक गणना को तेल नाली के आकार, बिंदु एच 1 के मध्य बिंदु को बाहर करना चाहिए। इसलिए, इसे निम्नानुसार संशोधित किया जाना चाहिए:
निकला हुआ किनारा पर बल:
एकसमान बल सुनिश्चित करने के लिए, रोलर एंड फेस और रिब एज के बीच संपर्क निकासी 0 से अधिक या उसके बराबर होनी चाहिए। स्टील स्टील पॉइंट संपर्क का संपीड़न निम्नानुसार है:
सूत्र में, गुणांक तालिका [4] में पाया जा सकता है; मुख्य वक्रता योग फलन है, और इसकी गणना समीकरण इस प्रकार है:
चित्र 2B में ज्यामितीय संबंध के अनुसार, अधिकतम अंतर इस प्रकार है:
होगा s. α और R के मान समीकरण (5) ~ (10) से प्राप्त किए जा सकते हैं, और रोलर के अक्षीय बल FA को सरल बनाया जा सकता है क्योंकि असर का कुल अक्षीय बल प्रत्येक रोलर को समान रूप से वितरित किया जाता है। वास्तव में, अनुभव के अनुसार, α आम तौर पर 10' और 30' के बीच होता है। जब असर की काम करने की स्थिति कम गति और भारी भार होती है, तो तेल फिल्म बनाने के लिए बड़े विक्षेपण कोण को लिया जाना चाहिए। विमान संपर्क की तुलना में, बिंदु संपर्क के आसपास तेल फिल्म बनाना आसान है। फिसलने की प्रक्रिया में, तेल फिल्म गर्मी को दूर कर सकती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एल्गोरिथ्म सटीक नहीं है, अधिक सटीक एल्गोरिथ्म को ईएचएल के प्रासंगिक सिद्धांत का उपयोग करना चाहिए। इंजीनियरिंग अभ्यास के लिए, एल्गोरिथ्म सरल और व्यावहारिक है, और मोटे तौर पर कोण α के मान की गणना कर सकता है। इसके अलावा, १० [जीजी] #३९;- ३० [जीजी] #३९; वर्तमान मशीनिंग सटीकता में। एक निश्चित सहिष्णुता सीमा के भीतर, उपरोक्त एल्गोरिथम को सही माना जा सकता है।
2.3 मध्य बनाए रखने वाली अंगूठी की संपर्क सतह को अनुकूलित करें
मिडिल रिटेनिंग रिंग और बाहरी रिंग और रोलर एंड फेस के बीच संपर्क का एक बड़ा क्षेत्र है। मध्य रिटेनिंग रिंग के निचले आधे हिस्से को एक झुकी हुई पसली के रूप में डिज़ाइन किया गया है और एक तेल नाली को डिज़ाइन किया गया है। यह स्लाइडिंग क्षेत्र को कम कर सकता है और शीतलन तेल के रास्ते को बढ़ा सकता है।
२.४ पिंजरे की संरचना को अनुकूलित करें
पोस्ट वेल्डिंग रिटेनर अभी भी उपयोग किया जाता है। असर कार्य की प्रक्रिया में, रोलर को तिरछा होने से रोकने के लिए रोलर को मार्गदर्शन और केंद्रीकृत करने के लिए समर्थन का उपयोग किया जाता है, इसलिए अकड़ और रोलर अकड़ छेद के बीच संपर्क सतह प्रभाव और फिसलने वाले घर्षण का उत्पादन करेगी। रोटेशन की प्रक्रिया में समर्थन सतह और रोलर स्ट्रट होल के बीच संपर्क स्थिति में सुधार करने के लिए, और उनके बीच घर्षण को कम करने के लिए, रोलर स्ट्रट होल की सतह खुरदरापन पंजीकरण में सुधार करने और बढ़ाने के लिए रोलर स्ट्रट होल को बारीक किया जाता है। रोलर संचालन की स्थिरता। यह उपाय अकड़ और रोलर को अच्छी तरह से फिट नहीं होने से रोकने के लिए भी है, रोलर हिल जाएगा या तिरछा हो जाएगा, जिससे रोलर रेसवे में अतिरिक्त स्लाइडिंग घर्षण पैदा करेगा, और पसली के बल और घर्षण में सुधार करेगा।
उसी समय, रोलर स्ट्रट होल के दोनों सिरों पर एक ढलान छोड़ दें या बड़े चम्फरिंग उपचार करें, जो स्ट्रैट और रोलर होल के बीच संपर्क क्षेत्र को कम कर सकता है, और रोलर के कतरनी तनाव को कम कर सकता है; उसी समय, वॉशर पर स्तंभ छेद के व्यास की सहिष्णुता को नियंत्रित करें, परिधि दिशा में दो आसन्न स्तंभ छेद के बीच की दूरी की सहिष्णुता, और स्तंभ सिर की वेल्डिंग गुणवत्ता, ताकि विधानसभा सटीकता सुनिश्चित हो सके रोलर और समर्थन की।
२.४ रेसवे खुरदरापन का अनुकूलन
काम की सतह की खुरदरापन पहनने के प्रतिरोध पर बहुत प्रभाव डालती है। बेहतर सतह की गुणवत्ता, तेल फिल्म के निर्माण के लिए अधिक अनुकूल, ताकि घर्षण गुणांक को कम किया जा सके, घर्षण हीटिंग को कम किया जा सके, और रेसवे की सतह के पहनने को भी धीमा किया जा सके। भारी भार की स्थिति के तहत, असर एक बड़ा रेडियल भार वहन करता है, जो आसानी से काम करने वाले चेहरे पर उच्च संपर्क तनाव की ओर जाता है। यदि काम की सतह का खुरदरापन अच्छा नहीं है, तो तरंग शिखा और गर्त नुकीले कोने वाले पायदान और दरार की तरह होते हैं, जो तनाव एकाग्रता के प्रति संवेदनशील होते हैं, इस प्रकार भागों की थकान शक्ति को प्रभावित करते हैं। परिणाम बताते हैं कि खुरदरापन शिखर ऊंचाई पैरामीटर का दबाव वितरण और तेल फिल्म की मोटाई पर सबसे स्पष्ट प्रभाव पड़ता है। खुरदरापन चोटी की ऊंचाई में वृद्धि के साथ, दबाव चोटियों की संख्या और आयाम बढ़ता है, जबकि न्यूनतम तेल फिल्म मोटाई घट जाती है। जब तरंग दैर्ध्य छोटा होता है, तो चोटी की ऊंचाई के छोटे परिवर्तन से तेल फिल्म के अधिकतम तापमान में तेज वृद्धि होगी। जब तरंग दैर्ध्य बड़ा होता है, तो तेल फिल्म का अधिकतम तापमान वृद्धि शिखर की ऊंचाई के परिवर्तन के प्रति संवेदनशील नहीं होता है। संबंधित शोध से यह देखा जा सकता है कि तेल फिल्म निर्माण और तापमान वृद्धि पर सतह खुरदरापन का प्रभाव बहुत जटिल है।
इस मामले में, सामी का रेसवे सुपरफिनिशिंग है। यह न केवल सतह खुरदरापन को कम कर सकता है बल्कि बेहतर बनावट भी बना सकता है, रेसवे की इलास्टोहाइड्रोडायनामिक स्नेहन विशेषताओं में पूरी तरह से सुधार कर सकता है, रोलिंग स्लाइडिंग घर्षण को कम कर सकता है, और तापमान वृद्धि को कम कर सकता है। हाई-एंड उपकरण 1.6m मैगरले सुपरफिनिशिंग मशीन का उपयोग करके, रेसवे खुरदरापन Ra0.2 से नीचे पहुंच सकता है। इसी समय, रेसवे की सुपर परिशुद्धता उत्तल प्रोफ़ाइल भी बना सकती है, जो रेसवे के संपर्क तनाव में काफी सुधार कर सकती है।
3. अनुकूलन प्रभाव
उपरोक्त अनुकूलन उपायों के माध्यम से, परीक्षण उपयोग के लिए इस्पात संयंत्र में अनुकूलित असर स्थापित किया गया है, और असर की सेवा की स्थिति को ट्रैक और रिकॉर्ड किया गया है। 250r / मिनट की अधिकतम गति और लगभग 1000t की अधिकतम रोलिंग बल की कामकाजी परिस्थितियों में, अब तक (इसका उपयोग 5 महीने के लिए किया गया है), असर की कोई अति-तापमान घटना नहीं है। गति बढ़ने के बाद अनुकूलित असर काम करने की स्थिति को पूरा करता है।
4। निष्कर्ष
बढ़ती गति और बढ़ती दक्षता भविष्य में लोहा और इस्पात उद्योग की विकास प्रवृत्ति बन गई है। तापमान वृद्धि को कम करने की दिशा में चार-पंक्ति बेलनाकार रोलर बेयरिंग का डिज़ाइन भी विकसित किया जाना चाहिए। एक तरफ संपर्क सतह के रोलिंग स्लाइडिंग घर्षण को कम करने के लिए और दूसरी ओर गर्मी अपव्यय को सहन करने के प्रभावी उपायों का अध्ययन करने के लिए किए गए उपाय हैं। वर्तमान में, असर हीटिंग और गर्मी अपव्यय के सिद्धांत को अभी भी अधिक गहन और व्यवस्थित शोध की आवश्यकता है, और प्रासंगिक सिद्धांत को सक्रिय रूप से इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में व्यवहार में परिवर्तित किया जाना चाहिए, खासकर विकास और डिजाइन के असर के चरण में।
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