0 引言
在液态金属生产运输中,110t 新型铁水车、320t筒型铁水车的双列圆锥滚子轴承是车辆机械运转中最重要的部件之一,如果轴承运转温度过高、重载金属磨耗、粉尘进入,车辆运行就会出现危及行车安全的故障,甚至轴承破损,不仅增加检修费用,甚至会造成轮对轴颈断裂。因此,对轴承受损情况影响因素进行探究,并采取得当快速的措施解决,提高维护指数,才是铁水运输设备连续安全运行的保障。
1 致害因素探究分析
1.1 高温影响探究。通常铁水运输中,因承载1500℃铁水的缘故,使车辆周围温度保持在高温状态。同时轴承的温度随着轴承运转开始慢慢上升后达到稳定状态。润滑油脂使用温度基本在-20℃——120℃,经常性的高温运转基本处于轴承的极压锂基润滑脂(2#)使用极限区域,致使轴承在高温下长期运转会降低轴承润滑油脂的使用质量。温度是影响润滑油脂寿命的一个最重要的因素,随着温度的升高,润滑脂基础油粘度降低。基于70℃计算的润滑脂寿命,其运行温度每升高15℃,寿命将降低一半。同时引起轴承高温的原因还有:润滑油脂填充过多、质量不合格。
1.2重载运行探究。由于重载运输中轮对轴箱在运动过程中受很大的挤压应力,轴箱与轴承外圈在运行过程中非常容易产生摩擦。又因线路过弯半径小、线路不平整,轴承上因转动体与轨道间局部产生较大的接触压力,故受到强大的冲击。长时间运行后轴承存在磨损状态下继续运转,出现轴承疲劳剥落、磨损的凹坑、裂纹,若更换不及时,则会造成轴承出现发热、异声、振动等情况,从而影响正常的生产运输。[1]
采取仿真模拟有限元受力分析(如图1),单个轴箱的静载受力与车辆运行转角形成的作用力统一作用于轮对轴承,运行中轴承与轴颈、轴箱与轴承摩擦造成发热、异声、疲劳剥落等情况。[2]
图1轴箱受力情况
1.3粉尘影响探究。铁水车轴承作为重要零件,工作环境粉尘多,当部分细粉尘进入高速运转的轴承座内,造成轴承座内的润滑油或润滑脂变质,润滑不良,继而使轴承出现磨损。轴承在磨损状态下继续运转,由于摩擦力增大,热量增加,从而导致轴承温度升高。
在等截面构件中,应力是均匀分布的。若构件上有孔、沟槽、金属粉尘等,使截面尺寸发生忽然变化时,在截面发生变化的部位,应力不再是均匀分布,在四周小范围内,应力将局部增大。计算公式为:
当外力F保持不变时,颗粒粉尘进入,正应力会局部放大,造成应力集中。会对轴颈和轴承造成很大的伤害,减少使用寿命。10μm 以下小颗粒灰尘有很多都浮游在室中。由于轴承精度考虑也是相当大的,所以使用时必须十分注意。[3]
2 措施改进
2.1高温影响采取维护措施:通过轮对跑合实验,精准控制加油量,具体化作业形成加油作业指导书,定期给轴箱添加润滑油脂,充量占每个轴箱内部空1/2-2/3,约 2.5 千克。避免了加油超量,造成运行过程中,多余的油从前后盖挤出 ,由此避免造成环保影响。选择高质量的极压锂基润滑脂,易形成均匀的润滑油膜,减少轴承内部摩擦及磨损,提高润滑。
2.2重载运行采取维护措施:看润滑油脂的状态,如果油脂里含有银光色的金属磨粒,则说明轴承磨损较严重,立刻拆卸轴承,采取智能化拆卸,设计专用拆卸模具,避免损伤轴承和轴颈。再进行清洗具体判断,是否更新轴承及加工轴颈,保证设备正常运转,大大提高作业精准度。并通过转动轴箱,随着轴承旋转。轴箱内有“啃动”的现象说明轴承滚道,滚动体有剥离现象。随着异响不断加大,说明轴承间隙较大、磨耗增加,轴承内油脂可能烧干。立刻拆卸轴承,进一步使用超声波探伤仪针对轴承对车轴有无损伤进行探伤分析,比磁粉探伤更加高效、准确。
2.3粉尘影响采取维护措施。轴承装配时,轴承的精度很高。运用温控测量仪器精准控制轴承装配加热温度,使用扭力扳手拧紧轴颈螺栓达到均衡受力提高轴承运用质量,还必须对灰尘混入予以充分考虑,轴承的拆卸作业尽可能选在干净的地点。打开轴箱前盖,注意防尘,用自制高压注油枪从后盖注油孔加注合格的油脂,将旧油全部挤出。油枪嘴根据注油孔大小自制而成(如图2)。原来需要拆卸更换整体轴承才能加装油脂,耗时耗力,作业难度大。此项改进型作业方式,高效、便捷提升工作效率,保证油脂运用状态。
3 结语
铁水车使用在高温、重载震动、粉尘等恶劣条件下,通过具体化作业探究分析及措施,保护车轴轴颈质量,消除车轴隐患,并且减少环境污染。为使设备能正常可靠运转,发挥尽有的作用,改进的维护措施极为重要,提升工作效率,并制订强制性完善的维护保养制度。一定要按照制订的维护制度进行延续,良好的维护保养制度是延长设备使用寿命和提高工作状态的前提条件。探究中不断钻研、不断改进检修工艺提高检修质量,使我们检修水平进一步提高,作业效率大幅上升!(表一)
参考文献
[1] 郑文纬,吴克坚.机械原理[M].7版.北京:高等教育出版社,1997.
[2] 唐建成.机械制图及CAD基础[M].北京:北京理工大学出版社,2013.
[3] 刘鸿文.材料力学[M].4版.北京:高等教育出版社,2004.
作者简介:方鸣,男,湖北武汉人,本科,武汉钢铁有限公司运输部工程管理区域工程师,研究方向:冶金车辆工程应用。