Игольчатые подшипники

Применение игольчатых подшипников для прокатных станов впервые было осуществлено в 1937 г. Непригодность бронзовых подшипников для стана холодной прокатки при увеличенных скоростях, обжатиях и ширине полосы в связи с расходом энергии на трение, достигающей 80%; большие габариты роликовых подшипников; недостаточное освое­ние подшипников из пластмассы (текстолит, лигностон, лигнофоль), ввиду необходимости их интенсивного охлаждения и, наконец, большой расход смазки на подшипниках Моргойл (см. ниже) — дали основание Рону [149] предложить использовать игольчатые подшипники на ленточном стане системы дуо с диаметром валков 210 мм и длинен бочки 270 мм (см. ниже).

Еще большее значение игольчатые подшипники приобретают при их применении в вспомогательном оборудовании и приспособлениях, где имеют место незначительные габариты деталей и узлов, поэтому вкратце охарактеризуем их устройство, конструкции и область приме­нения в прокатном производстве.

а) Устройство игольчатых подшипников (фиг. 262) внешне напоминает устройство роликовых, хотя принцип их работы совершенно иной.

Игольчатый подшипник, как и роликовый, состоит из наружного и внутреннего колец и элементов качения, напоминающих иглы (длин­ные, тонкие ролики), причем сепаратор отсутствует.

Иглы шлифованные, закаленные имеют соотношения между диа­метром и длиной примерно [146] следующие (для разных номеров подшипника) в мм:

Для прокатных станов по Рону [175] принимают:

причем диаметр иглы берется равным примерно , где — диа­метр валка.

В игольчатом подшипнике, в отличие от роликового, иглы не яв­ляются элементами качения, вместе с тем они также не представляют неподвижной опоры для вала, аналогично подшипникам скольжения, наоборот, находясь в слое смазки, они (тонкие иглы) в своей сово­купности образуют как бы подвижной вкладыш [146].

Малые клинообразные промежутки между иглами, свойства капил­лярности, всасывающее действие подшипника, возникающее во время его работы, способствуют удержанию смазки и образованию масля­ной подушки, выдерживающей большие давления.

Поворачивание игл при правильной работе подшипника не долж­но иметь места, оно может наступить лишь при выдавливании смазки в период повышенной нагрузки, поэтому весьма существенное значе­ние имеет сохранение необходимых осевых и радиальных зазоров, так как недостаточность последних может вызвать вращение игл и при их малом диаметре может вызвать чрезмерное повышение числа оборотов игл и разрушение всего подшипника.

Осевые зазоры берутся равными 0,2 0,4 мм, радиальные—0,02 0,04 мм (при диаметре дорожки качения внутреннего кольца до 40 мм), 0,03 0,05 (при диаметре кольца до 60 мм) и 0,04 0,06 (при диаметре кольца до 80 мм).

Все промежутки между иглами по окружности центров в сумме не должны превышать диаметра иглы, вместе с тем необходимо, чтобы последняя игла устанавливалась без усилий.

Осевых нагрузок игольчатый подшипник не воспринимает, определение же допускаемой величины радиальных усилий можно производить [146] по формуле:

(297)

где Р —допускаемая нагрузка, кг;

— допускаемое давление, кг/см ;

— длина игл, см;

—диаметр дорожки внутреннего кольца, см.

Допускаемое давление на 1 см в зависимости от числа оборотов я в минуту колеблется в пределах:

б) Конструкции игольчатых подшипников. Эти подшипники обычно бывают с одним наружным (фиг. 262, а и б) или наружным и внутренним (фиг. 262, в и г) опорными кольца­ми, причем для первых фирма Форингстон изготовляет подшипники легкого и тяжелого типа с предельным диаметром внутреннего отверстия до дюйма, тогда как для вторых лишь до дюйма.

Фиг. 262. а и б — разрез (а), общий вид (б) игольча­того подшипника с одним наружным кольцом; в и г — разрез (в) и общий вид (г) игольчатого подшипника с на­ружным и внутренним кольцами

в) Применение игольчатых подшипников в прокатных станах, как указывалось ранее, началось сравнительно недавно, вместе с тем по данным Рона [149] испыта­ние их на стане холодной прокатки дуо с диаметром валка 210 мм и длиной 270 мм при твердости бочки по Шору 95—98, шейки—45—48 дало весьма хорошие резуль­таты.

Шейки рабочих валков имели диаметр 140 мм, длину—120 мм.

Иглы были взяты диаметром 5 мм и длиной 50 мм, укладывали их в подшип­ник по длине в два ряда, причем между рядами и по краям подшипника надева­лись стальные кольца шириной 8 мм.

Подшипник имел лишь одно наружное стальное опорное кольцо толщиной 15 мм, с твердостью по Шору 60, таким образом иглы непосредственно соприка­сались с шейкой.

Перевод указанных станов с бронзовых подшипников на игольчатые дал воз­можность при прокатке стальной никелевой ленты 120 7 снизить число проходов с 18 до 11, обойтись без промежуточных отжигов и снизить расход энер­гии почти вдвое.

Кроме прокатных станов игольчатые подшипники могут быть успешно приме­нены в обслуживаемом оборудовании и вспомогательных приспособлениях прокатных цехов, где по конструктивным особенностям требуется иметь подшипники с незначи­тельными габаритами.