摘要:通过对带钢连续热镀锌生产线中锌锅沉没辊轴承座改进创新,对5种不同结构形式的沉没辊进行分析比较,确定U型槽锥销连接形式的轴承座是使用生产成本和维护费用最低的结构形式。
关键词:带钢热镀锌;沉没辊;轴承座结构;改进
1 前言
在带钢连续热镀锌机组生产中,锌锅内锌液温度达到460e左右,锅内沉没辊因腐蚀问题需要经常更换,根据沉没辊轴套、衬套的腐蚀磨损程度,大部分更换时间在7-20天之间。从锌锅内更换的沉没辊需经过三道工序后才可以再进行使用,分别是:¹酸洗去锌液;º修复辊身、拆卸更换轴套等腐蚀件;»组装。因为有锌液的浸蚀作用,沉没辊除轴套、衬套更换外,轴承座有时也需要更换,轴承座的结构形式对拆卸轴套难易程度有很大的影响。
中冶恒通公司已投产13条热镀锌生产线,对沉没辊等件消耗用量非常大,通过对现有轴承座结构螺栓连接和焊接形式不断改进,先后使用5种不同形式结构的轴承座进行对比实验,以确定最优的结构形式。
2 轴承座结构形式与特点
沉没辊轴承由衬套和轴套组成,轴套可以在衬套内转动,是沉没辊灵活转动的重要影响因素。沉没辊轴承座主要用于固定沉没辊在锌锅的位置,须具备固定轴承衬套,防止其与轴承座相对转动,同时对沉没辊轴向运动进行限制,阻止轴向窜动的功能。
2.1 螺栓连接
沉没辊每侧轴承座通过两个M20的螺栓与辊臂连接,将螺栓松开后沉没辊便可以拆下,轴承衬套为陶瓷块结构,镶嵌在轴承座上,见图1,此种连接结构存在以下几个问题。
(1)拆卸困难。因锌液浸入到螺栓与螺母的连接螺纹缝隙处,使用酸洗很难去除干净,必须使用火焰对螺栓、螺母加热到420e以上,使浸入的锌液处于熔化状态,才能用扳手将螺母旋出,否则因为固态锌液的粘连是很难转动螺母的。
(2)容易腐蚀。因锌液的腐蚀,很容易将螺纹腐蚀掉,使螺栓重复使用次数减少,尤其是在螺栓直径小于20mm的情况下,螺纹较小,更容易腐蚀。螺栓直径又常常受到沉没辊臂厚的限制,而无法增加到较大尺寸。
(3)陶瓷块易碎。陶瓷衬套虽然耐腐蚀耐磨损,但却易碎,常常因吊装或使用中沉没辊冲击产品破碎失效。因此其逐步被钨钴合金衬套替代。
2.2 焊缝连接
沉没辊轴承座作为衬套使用,分上下两部分,上轴承座为半圆形,下轴承座与上轴承座压紧后与大臂焊接,见图2。因焊缝较深(约25mm),拆卸下轴承座时需要将焊缝磨掉,拆装非常困难。同时轴承座作为衬套使用,容易产生磨损,影响转动灵活性和重复使用次数。
2.3 挡块销轴连接
沉没辊臂末端为120mm宽开口,上部是直径5150mm轴承座孔,摆臂直接作为轴承座使用,安装时轴头和轴套通过末端开口放入轴承座内,从沉没辊臂外侧安装衬套,然后将挡板放入开口槽内,两边通过圆柱销进行固定,衬套采用耐腐蚀的钨钴合金材质,见图3。
此种结构避免了焊接和螺栓连接的问题,结构也比较简单,但是在使用中存在圆柱销拆卸困难的问题,因圆柱销与摆臂上销轴孔间隙较小,酸洗无法将浸入到间隙内的锌液溶解,拆卸时仍需要用火焰进行加热将间隙内的锌液熔化,才能将圆柱销拆除。
2.4 直接销轴连接
根据沉没辊的受力方向,将沉没辊臂底端设计成水平形式,水平开一个U型槽作为轴承座使用,衬套选用钨钴合金材质,用点焊的方式与辊臂连接,辊臂中间有530mm销孔,通过圆柱销防止沉没辊轴头从U型槽内滑出,见图4。
采用此种设计沉没辊轴承座结构大大简化,只需要一个简单的圆柱销便实现连接。但是此种连接仍存在圆柱销拆卸困难,而且重复使用次数较少。由于锌液的腐蚀,容易使销孔变大,圆柱销变细,导致圆柱销无法将U型槽内的沉没辊轴头固定,存在一定间隙,随着腐蚀程度的加深,间隙越来越大,致使圆柱销报废。
2.5 U型槽锥销连接[1]
U型槽锥销连接轴承座结构见图5。
针对直接销轴连接存在的问题,对其结构进行改进,销轴与衬套的连接处增加一个锥度,用于补偿因腐蚀带来的间隙增大问题。同时,辊臂上的销轴孔由O型改为U型,一侧开口,改善因间隙内残余锌液带来的拆卸问题。钨钴合金衬套点焊在摆臂上,轴套和衬套转动接触部分设计为弧面,可以减少接触面积,利于排泄锌液辊子灵活转动。轴承座经过酸洗后,只需用锤敲击,便可将锥销从槽内移出。为了防止锥销从U型槽内滑出,安装后可以采用加焊小挡板或将锥销与摆臂点焊固定的方式进行解决。
3 轴承座使用比较
针对以上5种结构形式的沉没辊轴承座,在生产中进行了对比实验,不同沉没轴承座结构使用情况详见表1。
4 结语
通过对5种不同结构的轴承座形式进行分析,确定U型槽锥销连接形式的轴承座是使用生产成本和维护费用最低,转动效果最好的结构形式。
参考文献略
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