Неравномерное смазывание беговых дорожек двухрядных роликоподшипников

Механизмы передвижения разливочных кранов сталеплавильных цехов работают интенсивно, в условиях частых пусков, при существенных статических и динамических нагрузках, меняющихся в широком диапазоне. Одним из важнейших узлов механизма передвижения разливочных кранов являются подшипники качения, на которые опираются валы и оси ходовых колес. Их внезапный выход из строя приводит к длительному простою крана в неподготовленном для проведения ремонта месте. Зафиксированные частые простои разливочных кранов по причине внеплановых ремонтов, связанных с заменой подшипников качения ходовых колес, потребовали определения причин отказов [4].

Данный вид отказов начал происходить после 20 лет эксплуатации. Визуальный осмотр поврежденного колеса позволил установить следующие:

1. Полное разрушение одного из подшипников (рисунок 14).

2. Целый подшипник имеет следы коксования смазки (рисунок 15).

4. Осевое смещение следов контакта роликов и наружного кольца на целом подшипнике (рисунок 16).

Рисунок 14 – Полное разрушение одного из подшипников ходового колеса

Рисунок 15 – Следы коксования смазочного материала

на деталях целого подшипника

Рисунок 16 – Смещение следов осповидного выкрашивания

на беговой дорожке внешнего кольца целого подшипника

Дополнительно во время ремонта осмотрены посадочные места подшипников на балансирах, оси и посадочные места осей балансиров. Установлен факт неравномерного распределения нагрузки между подшипниками ходового колеса, отсутствие смазки на контактирующих поверхностях оси балансира, неравномерный износ посадочных мест оси балансира. Расчетное время работы подшипника при неравномерном распределении нагрузки до 300 суток, при износе сепаратора ~ 30 суток, что хорошо согласуется с данными о реальной долговечности. Анализ полученных данных позволяет определить причину повреждений подшипников - неравномерное распределение нагрузки между подшипниками ходового колеса и рядами тел качения из-за износа сепаратора при коксовании смазки.

Коксование смазочного материала происходит под воздействием повышенной температуры, особенно в летний период, когда температура окружающего воздуха в зоне работы ходовых колес достигает 50⁰С. Поэтому, максимальная вероятность отказов подшипников ходовых колес – осень.

Развитие повреждения приводит к неравномерному движению тел качения в нагруженной зоне, расположенной вверху при местном характере нагрузки. Это приводит к оттоку смазки из зоны трения. Для смазывания роликов в зоне контакта колесо должно совершить половину оборота, а кран проехать порядка 1,0 метра. В результате появляется неравномерная нагрузка на перемычки сепаратора, что приводит к износу и разрушению элементов сепаратора.

Коксование смазочного материала приводит к повышению момента сопротивления между телами качения и беговой дорожкой, момент сопротивления становится более, чем момент, фиксирующий неподвижную посадку наружного кольца в корпусе подшипника. На внешней поверхности наружного кольца разрушенного подшипника отмечены следы проворота подшипника в корпусе, что ускорило процесс износа сепаратора. Рекомендации: изменить способ подачи смазочного материала в подшипники ходового колеса – смазочный материал следует подавать посередине подшипника в верхней части подшипника (смазка подавалась с торца подшипника); обеспечить равномерное распределение нагрузки между подшипниками ходового колеса – восстановить посадочные места осей балансиров и торцевой балки крана.

Основная причина отказа в данном случае – нерационально выбранный боковой подвод смазочного материала. При неизменном направлении вращения и правильном подводе смазочного материала подшипник работает как насос, прокачивая через себя смазочный материал. Подтверждение – различная структура смазочного материала приводной и холостой стороны корпуса подшипника (рисунок 17).

Рисунок 17 - Различная структура смазочного материала

приводной и холостой стороны корпуса подшипника

Торцевой подвод смазочного материала для двухрядного роликоподшипника определил лучшие условия смазывания роликов для одной беговой дорожки и худшие для другой. Изменение направление движения крана приводило к изменению условий смазывания роликов по внутренней беговой дорожке. Результат – неравномерный износ сепараторов, нарушение равновесия осевых сил по роликам беговых дорожек, разрушение сепаратора. Проведенные мероприятия по изменению точки подвода смазочного материала позволили резко сократить число отказов.