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錐套裂紋常見原因分析;錐套是主要徑向承載件,其內(nèi)孔為錐面,徑向和軸向加工有油槽,這樣便于錐套與軋輥的拆裝。錐度一般有三種,分別為 1:5、1:5.647 058(1:5.647 223)和1:30。外圓為工作面,要求有很高的尺寸精度、形位精度及很低的表面粗糙度。 錐套裂紋是錐套嚴重的一種失效形式,出現(xiàn)裂紋必須立刻停止使用,做報廢處理。若繼續(xù)使用可造成錐套斷裂,輕者出現(xiàn)軋機廢鋼,嚴重可造成軋輥損傷甚至報廢。
造成錐套裂紋有以下原因:
1.錐套生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生裂紋 錐套材質(zhì)采用50CrMnMoH大型軋輥鍛件用鋼,這種材質(zhì)強度高、耐磨性好,但是在鍛造和熱處理過程中容易出現(xiàn)裂紋。所以在錐套調(diào)質(zhì)熱處理后有超聲波無損檢測,避免在毛坯階段產(chǎn)生裂紋。 錐套材料屬于可焊性差的材料,錐套在加工過程中和使用過程中出現(xiàn)磕碰后進行焊接修復時,若預熱溫度、焊接溫度和保溫處理不當,極易出現(xiàn)焊接裂紋。
2.使用過程中產(chǎn)生裂紋
(1)軋機偏載造成裂紋 錐套在正常工作過程時,將軋機軋制壓力均勻地傳遞到軋輥錐面上,這時錐套受的是正壓力。如軋機軋制生產(chǎn)過程中,壓下中心距 偏離軋制中心,造成錐套受力偏移,產(chǎn)生彎矩,這時在錐套內(nèi)孔限制油槽處產(chǎn)生應(yīng)力集中,進而造成錐套裂紋,甚至斷裂。 在日常軋機軋制生產(chǎn)過程中,應(yīng)定期對軋機壓下中心距進行檢測和調(diào)整,以免造成軋機事故。
(2)錐套內(nèi)孔錐度與軋輥輥頸錐度不匹配造成錐套裂紋 錐套內(nèi)錐孔與軋輥輥頸外錐面在理論情況下是應(yīng)該保證完全貼合的,這樣錐套可以將軋機軋制壓力均勻地傳遞給軋輥。但是不管錐套還是軋輥,輥頸錐度不可能同時加工到理論尺寸,在設(shè)計時一般會有±0.03mm的公差要求。在這個公差范圍內(nèi),錐套與軋輥可以保證有足夠的貼合度。 但是如果錐度超出這個范圍,超差較小時,在軋制壓力作用下錐套會有較小的變形,來適應(yīng)軋輥的錐度,在這種變形幅度下,錐套不會快速出現(xiàn)裂紋,但是 錐套隨著這種長期的變形—恢復—變形的過程,后期會產(chǎn)生疲勞裂紋,進而造成軸承失效。如錐度加工超差較大時,錐套在軋制力作用下會有大的變形,若超出材料的彈變范圍,可能發(fā)生塑性變形,甚至斷裂。
(3)錐套裝配不到位或使用中錐套脫落造成錐套裂紋 油膜軸承在安裝時,是通過鎖緊裝置將錐套與軋輥裝配到位。常見的鎖緊裝置有機械式鎖緊、液壓式鎖緊和移動液壓鎖緊,其作用都是通過軸向力將錐套安裝到位,并且通過螺紋連接將錐套進行位置鎖定。錐套若沒有裝配到位,錐套內(nèi)錐面與軋輥輥頸外錐面就會前后錯位,如圖1所示,在同一剖面下,錐套直徑大于軋輥直徑。在這種情況下錐套與軋輥處于沿圓錐母線接觸狀態(tài),母線兩側(cè)懸空,在軋制力作用下錐套會沿母線彎曲變形,變形較大則直接斷裂,變形較小則在長期變形恢復的過程中產(chǎn)生疲勞裂紋。在油膜軸承使用過程中,因為鎖緊螺釘脫落或斷裂,或其他原因造成鎖緊鍵脫落,引起鎖緊螺母和螺環(huán)(或活塞)螺紋松動、回退;或是在異常軸向力作用下,造成鎖緊螺母與螺環(huán)(或活塞)螺紋斷裂等情況,造成錐套裝配不到位。