新型軋機工作輥軸承座的設(shè)計與制造*

陳 云

(安徽國防科技職業(yè)學院機械工程系，安徽六安237011)

軋機軸承座是將軋輥與軋機相連接并保持相對運動的重要部件，在軋機軋制鋼材過程中，軸承座通過內(nèi)部軸承與軋輥的連接，確保軋輥和軸承內(nèi)圈平穩(wěn)回轉(zhuǎn)，避免因承載回轉(zhuǎn)引起的軸承扭動或跳動.

軋機工作輥軸承座系統(tǒng)由上下兩工作輥、軸承及軸承座組成，當一臺軋機的廠量達到五萬噸鋼左右時，就需要更換輥系，對支承輥或工作輥輥身進行重磨.為保證軋機生產(chǎn)線的正常工作，一臺軋機通常需要三套輥系作為備件，一條軋機生產(chǎn)線由7臺精軋機組成.

由于軋機在工作過程中軋制速度高，軋制力大，容易使軸承座產(chǎn)生溫升，經(jīng)常會發(fā)生軸承與軸承座的受熱變形［1］及潤滑劑的失效，從而造成嚴重的經(jīng)濟損失，鑒于此，軋機軸承座的冷卻潤滑尤為重要.此外，由于軸承座結(jié)構(gòu)復雜，軸承孔精度要求高，厚壁差大，不利于加工制造，因此，加工工藝直接影響軸承座的質(zhì)量.

1 軸承座結(jié)構(gòu)形式與特點

1.1 結(jié)構(gòu)形式

使用目前應用廣泛的Solidworks軟件，對軋機工作輥軸承座進行了準確的三維造型，如圖1(正面)、圖2(背面)所示，圖3是左邊潤滑通道豎直通孔的局部剖面圖，圖4是右邊潤滑通道豎直通孔的局部剖面圖，圖5為右邊潤滑通道的圓孔剖面圖，圖6為潤滑通道密封墊處的局部剖面放大圖.

圖1 軋機工作輥軸承座的三維造型(正面)

從圖1－6可以看出:(1)在軸承座座體上半部的左右兩邊分別開有潤滑通道，通道由與軸承座內(nèi)孔軸線相平行的圓孔和豎直通孔組成;(2)豎直通孔與圓孔和座體相通，并與軸承座的豎直軸線成55°、圓孔垂直;(3)左右兩邊通道區(qū)別在于左邊豎直通孔靠近軸承座的背面，而右邊的則靠近軸承座的正面;(4)圓孔為相互平行的兩個，兩個圓孔之間通過連通槽串聯(lián)連通;(5)連通槽用密封墊封閉;(6)圓孔中的通孔的另一個開口由螺釘密封.

圖2 軋機工作輥軸承座的三維造型(背面)

圖3 左邊潤滑通道的豎直通孔的位置

1.2 結(jié)構(gòu)特點

有些軋機軸承座達不到良好的潤滑冷卻效果;有些為了達到冷卻潤滑目的，在軸承座座體上、下部開設(shè)多個油路，結(jié)構(gòu)復雜，影響軸承座加工效率;也有些冷卻通道的進口處無任何密封措施，導致冷卻潤滑油的泄漏浪費.

本文設(shè)計的軋機軸承座結(jié)構(gòu)特點主要體現(xiàn)在:

(1)在座體左右邊分別開了2個冷卻潤滑通道，冷卻潤滑油從圓孔輸入后，經(jīng)過豎直通孔流入軸承座的內(nèi)孔中，這樣不僅可以對軸承座座體進行冷卻，而且還可以對軸承進行冷卻潤滑，從而可以減少軸承座及軸承的變形;

圖4 右邊潤滑通道的豎直通孔的位置

圖5 潤滑通道的圓孔的剖面圖

圖6 潤滑通道密封墊處的局部剖面放大圖

(2)冷卻潤滑通道的圓孔由螺釘進行密封，即冷卻潤滑油進入圓孔后，裝上螺釘.有了螺釘?shù)拿芊猓涂梢苑乐估鋮s潤滑油泄漏，同時還可以防止外界雜質(zhì)進入潤滑油，使?jié)櫥妥冑|(zhì)失效;

(3)冷卻潤滑通道中的圓孔為相互平行的兩個，兩個圓孔之間通過連通槽串聯(lián)連通，連通槽用密封墊封閉，圓孔中的通孔的另一個開口由螺釘密封，這樣，冷卻潤滑油在軸承座座體里的流動路線變長，可以更好地對軸承座進行冷卻，減小軸承座的變形;

(4)在軸承座座體上開的2個冷卻潤滑通道可以有效地防止軸承座受熱失效變形;

(5)冷卻潤滑油分別通過座體左、右邊的冷卻潤滑通道上的豎直通孔對靠近軸承座背面、正面的軸承進行冷卻潤滑.

2 軸承座制造

2.1 毛坯

軸承座的毛坯一般通過鑄造方法產(chǎn)生.在鑄造過程中，應優(yōu)化鑄造工藝，減少鑄造缺陷，提高軸承座內(nèi)部質(zhì)量和改善軸承座的加工質(zhì)量，具體需要注意以下幾點:(1)合理設(shè)計鑄件的澆注位置、澆注系統(tǒng)及冒口位置等;(2)控制鑄件的凝固順序，使鑄件在凝固過程中有良好的補縮條件;(3)大力推廣使用樹脂砂造型，以減少鑄件缺陷的產(chǎn)生，提高鑄件質(zhì)量.

2.2 加工工藝

由于軋機軸承座結(jié)構(gòu)復雜，加工應力及其熱應力分布不均等，因此，軸承座工藝的設(shè)計［2，3］有以下要求:

(1)粗加工階段:粗加工主要是對主要面的粗加工和不重要面及不裝配任何零件的非接觸面的精加工.主要面去除大量余量，以期暴露鑄造缺陷，便于在精加工階段進行處理.軸承座的粗加工是由立車和銑床兩種機床來完成，先由立車粗加工內(nèi)孔、兩端面，鏜銑床則以已粗加工的端面為裝夾基準面，以已加工的內(nèi)孔為基準，銑軸承座周邊外形.

(2)精加工階段:軸承座主要的加工要素是兩側(cè)滑板面與軸承內(nèi)孔(主孔)，主孔主要裝配滾動軸承，精度要求較高.兩側(cè)滑板面主要是對主孔的位置精度，如平行度、對稱度等要求較高.對于主孔和兩側(cè)滑板面的加工采用“先面后孔”的加工方法，即:先精加工滑板面后加工內(nèi)孔.

3 結(jié)語

該新型軋機工作輥軸承座具有良好的冷卻潤滑作用，可以減小軸承座內(nèi)孔及軸承結(jié)構(gòu)的變形，保證軋鋼設(shè)備的正常連續(xù)運行.在軸承座制造過程中:需采用恰當?shù)蔫T造工藝，保證鑄造毛坯的質(zhì)量;編制加工工藝時，需合理安排各加工面的加工，保證軸承座的精度和控制主孔的失效變形.

［1］張思成，徐春園，王建梅.大型板帶軋機工作輥軸承座熱特性分析與研究［J］.重型機械，2006，(1):10－13.

［2］王先逵.機械加工工藝手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2006.

［3］葛良水.軋機軸承座精密加工關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.沈陽:東北大學碩士學位論文，2007.