Подшипники профилегибочных станов для сэндвич-панелей

Введение

Подшипники профилегибочных станов для производства сэндвич-панелей являются критически важными компонентами, обеспечивающими точность формирования профиля обшивки и надежность технологического процесса. Профилегибочное оборудование предназначено для холодного формообразования металлических листов в профилированные элементы обшивки сэндвич-панелей с заданной геометрией. Качество подшипниковых узлов напрямую влияет на точность размеров готовых изделий, производительность линии и продолжительность межремонтных периодов.

В процессе профилирования обшивки сэндвич-панелей валки стана воспринимают значительные радиальные и осевые нагрузки, обусловленные пластической деформацией металла. Подшипники должны обеспечивать стабильное положение валков при скоростях формовки до 20 метров в минуту и более, минимизировать осевые перемещения и сохранять работоспособность при продолжительной эксплуатации.

Типы профилегибочных станов и конструкция валковых узлов

Классификация профилегибочных станов

Профилегибочные станы для производства обшивки сэндвич-панелей классифицируются по конструкции станины на два основных типа:

Станы открытого консольного типа характеризуются тем, что рабочие валки имеют подшипники только с одной стороны, при этом рабочая часть валков является консольной. Такая конструкция обеспечивает простоту обслуживания и замены валкового инструмента, однако ограничивает жесткость системы. Консольные станы применяются для профилирования заготовок толщиной до 1,0 миллиметра и шириной до 1000 миллиметров.

Станы закрытого типа имеют валки с двухсторонним опиранием на подшипники, что обеспечивает высокую жесткость валковой системы. Закрытые станы используются для профилирования более толстых заготовок до 2,0 миллиметров и широких профилей до 1500 миллиметров, что типично для обшивки стеновых и кровельных сэндвич-панелей.

Конструктивные особенности валковых узлов

Валки профилегибочных станов для сэндвич-панелей устанавливаются в рабочих клетях, количество которых определяется сложностью профиля. Типовая линия для производства трапециевидной обшивки содержит от 8 до 14 клетей формовки. Каждая клеть включает пару валков верхний и нижний, закрепленных на валах через шпоночное соединение.

Валы вращаются в подшипниках, установленных в подушках корпусных узлах. Конструкция подушек обеспечивает точную фиксацию положения валков и передачу усилий профилирования на станину стана. Диаметры верхних и нижних валков могут различаться в зависимости от глубины профилировки: при формовке вверх верхние валки имеют больший диаметр для размещения глубоких ручьев.

Типы подшипников для валков профилирования

Роликовые радиальные подшипники

Основным типом подшипников для валков профилегибочных станов являются роликовые радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами. Они обеспечивают восприятие высоких радиальных нагрузок при ограниченных осевых перемещениях. Цилиндрические роликовые подшипники характеризуются высокой жесткостью и точностью вращения, что критично для поддержания геометрии профиля.

Конические роликовые подшипники

При наличии комбинированных радиально-осевых нагрузок применяются конические роликовые подшипники. Они особенно эффективны в клетях с наклонными валками или при профилировании с осевым подпором заготовки. Конические подшипники устанавливаются парами с противоположной ориентацией для восприятия осевых усилий в обоих направлениях.

Сферические роликовые подшипники

Двухрядные сферические роликовые подшипники применяются в узлах, где возможны угловые отклонения валов вследствие деформации станины под нагрузкой или температурных расширений. Сферические подшипники компенсируют перекосы до 2-3 градусов и обеспечивают равномерное распределение нагрузки между рядами роликов.

Технические характеристики и стандарты

Стандарты на подшипники

Подшипники для профилегибочного оборудования должны соответствовать требованиям государственных стандартов, определяющих основные размеры, технические требования и методы контроля:

Классы точности и посадки

Для профилегибочных станов применяются подшипники классов точности 0 нормальный или 6 повышенной точности. Выбор класса определяется требованиями к точности профиля: для производства обшивки с допусками по геометрии ±0,5 миллиметра достаточен класс 0, для более жестких требований используется класс 6.

Корпусные подшипниковые узлы

Конструкция подушек валков

Подушки валков представляют собой литые или кованые корпусные детали, в которых размещаются подшипники качения. Конструкция подушки включает корпус, крышки, уплотнительные узлы и элементы регулировки осевого и радиального зазоров. Подушки передают усилия от валков на станину стана и обеспечивают точное позиционирование валковой системы.

Материалы корпусных узлов

Корпуса подушек изготавливаются из серого чугуна марок СЧ20, СЧ25 или стального литья марок 25Л, 35Л. Для высоконагруженных узлов применяются кованые подушки из сталей 40, 45. Материал должен обеспечивать достаточную жесткость при минимальной массе и хорошую обрабатываемость посадочных поверхностей.

Уплотнительные системы

Уплотнения подшипниковых узлов профилегибочных станов должны предотвращать попадание металлической пыли, образующейся при профилировании оцинкованной стали, и удерживать смазку. Применяются многоступенчатые лабиринтные уплотнения, комбинированные с войлочными или фетровыми кольцами. При наличии системы централизованной смазки используются манжетные уплотнения с рабочими кромками, ориентированными внутрь узла.

Нагрузки и режимы работы

Характер нагрузок

Подшипники валков профилегибочных станов для сэндвич-панелей работают в условиях постоянных радиальных нагрузок, создаваемых усилиями пластической деформации металла. Радиальная нагрузка на подшипник зависит от толщины и прочности формуемого материала, геометрии профиля и положения клети в технологической последовательности.

Скоростные режимы

Частота вращения валков профилегибочных станов определяется скоростью подачи заготовки и диаметром валков. Типовые скорости профилирования обшивки сэндвич-панелей составляют от 5 до 20 метров в минуту, что при диаметре валков 150-250 миллиметров соответствует частоте вращения 60-250 оборотов в минуту. Подшипники должны обеспечивать надежную работу во всем диапазоне скоростей без перегрева и повышенного износа.

Смазка подшипников

Типы смазочных материалов

Для подшипников профилегибочного оборудования применяются консистентные смазки на литиевой или кальциевой основе. Выбор смазки определяется режимом работы, температурными условиями и методом подачи смазочного материала. В условиях нормальной температуры до 60 градусов применяются универсальные смазки типа Литол-24, ЦИАТИМ-221, обеспечивающие работоспособность в диапазоне от минус 40 до плюс 120 градусов.

Температурные режимы

Подшипники валков профилегибочных станов работают при умеренных температурах, не превышающих 70-80 градусов в установившемся режиме. Нагрев обусловлен трением в подшипниках и передачей тепла от формуемой заготовки. При профилировании предварительно нагретого металла или высоких скоростях формовки температура может повышаться до 100-120 градусов, что требует применения термостойких смазок.

Методы смазывания

Подшипники профилегибочных станов смазываются периодически через пресс-масленки или от централизованной системы смазки. Периодическая смазка через пресс-масленки применяется на малых и средних станах, интервал смазывания составляет 200-500 часов работы. Централизованные системы обеспечивают автоматическую подачу дозированных порций смазки ко всем подшипниковым узлам с заданной периодичностью.

Монтаж и регулировка

Установка подшипников

Монтаж подшипников на валы валков выполняется с контролируемым натягом, обеспечивающим надежную фиксацию внутреннего кольца и исключающим проворачивание. Посадка на вал осуществляется с нагревом подшипника в масляной ванне до температуры 80-100 градусов или с использованием индукционного нагревателя. Охлаждение после посадки обеспечивает необходимый натяг.

Регулировка зазоров

Осевой зазор в роликовых подшипниках регулируется с помощью прокладок между торцевой крышкой подушки и корпусом. Величина зазора контролируется измерением осевого перемещения вала при приложении осевого усилия. Рекомендуемый зазор для цилиндрических роликовых подшипников составляет 0,02-0,05 миллиметра на каждые 100 миллиметров диаметра вала.

Соосность валков

Соосность валков в клети профилегибочного стана обеспечивается точностью изготовления подушек и их установкой на станине. Отклонение от параллельности осей верхнего и нижнего валков не должно превышать 0,05 миллиметра на длине 1000 миллиметров. Контроль соосности выполняется с помощью щупов, индикаторов или лазерных систем выверки.

Обслуживание и диагностика

Периодичность обслуживания

Регламентное обслуживание подшипниковых узлов профилегибочных станов включает периодический осмотр, смазывание, контроль температуры и вибрации. Осмотр подшипниковых узлов проводится еженедельно с проверкой состояния уплотнений, отсутствия подтеканий смазки и повышенного нагрева. Температура подшипников контролируется бесконтактными термометрами или встроенными датчиками.

Диагностика дефектов

Основными признаками неисправности подшипников являются повышенный шум, вибрация, нагрев и осевой люфт валков. Шум подшипников контролируется акустическими методами или с помощью виброанализаторов. Нормальный уровень вибрации подшипников качения при частоте вращения до 300 оборотов в минуту не превышает 2,5 миллиметров в секунду среднеквадратичного значения виброскорости.

Замена подшипников

Замена подшипников выполняется при обнаружении критического износа дорожек качения, разрушения сепаратора или роликов. Демонтаж подшипников производится с использованием съемников, исключающих повреждение посадочных поверхностей вала. При установке новых подшипников контролируется соответствие размеров вала и корпуса требованиям посадки, очищаются посадочные поверхности от загрязнений и старой смазки.

Подбор подшипников для профилегибочного оборудования

Критерии выбора

Подбор подшипников для валков профилегибочных станов производится с учетом следующих факторов: величины и характера нагрузок, частоты вращения, условий эксплуатации, требуемого ресурса. Расчет подшипников включает определение эквивалентной динамической нагрузки, выбор типоразмера по требуемой грузоподъемности и проверку по предельной частоте вращения.

Рекомендации по применению

Для валков диаметром до 150 миллиметров рекомендуются цилиндрические роликовые подшипники серий 2000 легкая или 3000 средняя. При диаметрах валов 50-80 миллиметров применяются подшипники типов NU206-NU216, 32206-32216. Для тяжелонагруженных клетей на валах диаметром более 80 миллиметров используются подшипники повышенной грузоподъемности серий 32000А.

Связанные решения

Для комплексного оснащения профилегибочного оборудования и обеспечения надежной работы подшипниковых узлов рекомендуем рассмотреть следующие решения:

Часто задаваемые вопросы

Источники