abstracto
a alta velocidad taller de laminación Las operaciones, las fallas de la caja de cambios y de los rodamientos causan graves pérdidas de producción y altos costos de mantenimiento. Basado en la práctica industrial a largo plazo en laminadores de alambrón, este artículo analiza los modos de falla típicos de las cajas de cambios de los molinos de laminación, con especial atención a la causa raíz del quemado de rodamientos de película de aceite en laminadores. El estudio muestra que la contaminación del agua del sistema de lubricación es la causa fundamental de la degradación del aceite y del daño del cojinete.
Además, este artículo explica el mecanismo de formación de lodos y depósitos en forma de gel en aceite lubricante, evalúa la influencia del agua en el fallo de lubricación elastohidrodinámica en los molinos de alta velocidad y destaca el papel crítico del sello de doble labio del molino de laminación en la prevención de la entrada de agua. Finalmente, se proponen medidas preventivas sistemáticas para mejorar la fiabilidad de la caja de cambios, prolongar la vida útil de las cajas de cambios de laminación y reducir el tiempo de inactividad no planificado.
1. Introducción
En moderno de alta velocidad talleres de laminación, especialmente molinos de acabado de alambrón, se requiere que el equipo central funcione en condiciones extremadamente severas. En muchas líneas de producción, los soportes de molinos de preacabado y acabado son suministrados por fabricantes reconocidos internacionalmente como Danieli. asegurando la fiabilidad de un sello de doble labio para laminadores Danieli Molinos de acabado es un factor decisivo en estos entornos exigentes. En tales condiciones, la estabilidad del sistema de lubricación y el rendimiento de Sellos de eje de alto rendimiento para molinos de varilla de alambre conviértase en crítico para la longevidad de las cajas de cambios y cojinetes.
2 Modos de falla y análisis de causas de cajas de cambios de laminación
2.1 Causas de falla del tornillo de ajuste del espacio de rollo
El mecanismo de ajuste de la brecha de rollo se opera con frecuencia durante la producción para mantener la precisión dimensional del producto. Si la estructura de soporte del tornillo de ajuste carece de suficiente resistencia, la carga cíclica a largo plazo y el ajuste frecuente pueden provocar agrietamiento por fatiga y eventual fractura. Una vez que falla el soporte, el tornillo se somete a flexión anormal y tensión torsional, lo que acelera su falla.
En la práctica de ingeniería, reforzar la estructura de soporte y mejorar la rigidez de la base de montaje puede eliminar eficazmente este tipo de falla mecánica. Aunque este problema es principalmente estructural, destaca la importancia de la rigidez mecánica en los equipos de laminación de alta velocidad.
2.2 Causas de daño en el hombro y spline del eje
El daño a los hombros y splines del eje generalmente está relacionado con la calidad del ensamblaje y la fuerza de apriete. En muchos casos, las partículas o contaminantes de metal pequeños permanecen entre el anillo de rollo, el manguito cónico y el eje durante el montaje. Estos contaminantes evitan el contacto superficial adecuado y reducen la fuerza de sujeción real.
Además, si la fuerza de apriete hidráulico no alcanza el valor especificado, es posible que el anillo de rollo no esté completamente asegurado. Bajo rotación de alta velocidad, se produce un micromovimiento entre superficies de acoplamiento. Este movimiento relativo provoca un desgaste de los invasiones entre el anillo de rollo y el manguito cónico, entre el manguito cónico y el eje, y entre las estriberas de aceite y las estrías del eje. Con el tiempo, esto conduce a un desgaste serio del hombro del eje y daños en las estrías. Al establecer procedimientos de montaje estrictos y garantizar la integridad de la Sellado de anillos de hortalizas de aceite para cajas de cambios de alta velocidad, este tipo de falla puede reducirse significativamente, protegiendo las splines de la degradación prematura.
2.3 Causas del quemado de rodamientos de película de aceite
Cuando la temperatura de funcionamiento de un rodamiento de película de aceite excede los límites seguros, se debe reemplazar el rodamiento. El análisis de cojinetes y ejes fallidos a menudo muestra una fina capa de depósitos marrones pegajosos en las superficies de apoyo y los ejes de los ejes. Al mismo tiempo, en el tanque de aceite de lubricación se encuentran con frecuencia sustancias anormales como partículas sólidas blancas y materiales similares a gel de color marrón oscuro.
El análisis comparativo indica que los depósitos pegajosos en la superficie del eje y las sustancias similares a geles separadas del aceite pertenecen al mismo tipo de material. Esto prueba que la causa fundamental de la quema de rodamientos es la contaminación del agua a largo plazo del sistema de lubricación, lo que conduce a la degradación del aceite y la formación de depósitos nocivos.
El análisis de aceite confirma además que las partículas sólidas blancas son principalmente sustancias alcalinas solubles en agua introducidas por el ingreso de agua. A medida que el agua se separa del aceite, estos compuestos alcalinos precipitan y causan daños corrosivos en las superficies metálicas.
2.3.1 Componentes principales de los depósitos en forma de gel
Los depósitos en forma de gel se componen principalmente de asfaltenos y resinas. Debido a que están parcialmente disueltos en el aceite, los filtros convencionales no pueden eliminarlos de manera efectiva, lo que requiere soluciones de sellado a medida para entornos de laminado duros para evitar su formación en la fuente.
2.3.2 Mecanismo de formación de los depósitos en forma de gel
La formación de estos depósitos está estrechamente relacionada con la degradación del petróleo causada por la contaminación del agua.
En primer lugar, la entrada de agua a largo plazo conduce a la emulsión de aceite, la hidrólisis de los aditivos y un aumento en el contenido de oxígeno disuelto. Esto acelera la oxidación del aceite y el efecto corrosivo de los ácidos orgánicos en las superficies metálicas, lo que resulta en un residuo de carbono más alto y una menor fluidez a baja temperatura.
En segundo lugar, en muchos sistemas de lubricación de laminadores, no hay tanque de aceite de reserva. Como resultado, el aceite no tiene suficiente tiempo de descanso para recuperar la estabilidad aditiva o para permitir que el agua y los contaminantes se asienten y se separen. Además, el equipo de purificación a menudo necesita operar continuamente debido al alto contenido de agua, sometiendo al aceite a estrés térmico a largo plazo y agitación mecánica, lo que acelera aún más la oxidación y la degradación de la viscosidad.
En tercer lugar, según la teoría de la lubricación de elastohidrodinámica, el espesor mínimo de la película de aceite requerido para el funcionamiento del rodamiento depende en gran medida de la viscosidad y la densidad del aceite. Cuando el agua entra en el aceite, disminuye la viscosidad efectiva, lo que lleva a una película de aceite más delgada. Una vez que la película de aceite se vuelve demasiado delgada, ya no puede separar las superficies de los cojinetes, y se produce el sobrecalentamiento y el quemado, lo que lleva a Daños en capas de Babbitt en rodamientos contaminados con agua.
3. Influencia de la contaminación del agua en la falla de rodamiento de laminación
En rodamientos de película de aceite de los laminadores, el eje gira a muy alta velocidad y se somete a fuerza centrífuga y temperatura elevada. Cuando está presente un aceite degradado que contiene macromoléculas similares a gel, estos depósitos blandos se acumulan gradualmente en la superficie del eje. Esta acumulación destruye la formación de una película de aceite estable.
Como resultado, la carcasa del cojinete y el eje comienzan a experimentar contacto directo y fricción en seco. La superficie de apoyo se somete a una alta tensión, lo que provoca fatiga superficial, descamación y remoción de la capa de Babbitt. La temperatura del rodamiento aumenta rápidamente y, finalmente, se produce un quemado de los cojinetes.
Por experiencia práctica, se puede concluir que el ingreso de agua al tanque de aceite es la principal causa de raíz de falla del rodamiento de la caja de cambios del molino de laminación. Por lo tanto, prevención de la entrada de agua en sistemas de lubricación hidráulica Es esencial para evitar el aumento catastrófico de la temperatura de los rodamientos y el eventual agotamiento.
4. Principales fuentes de agua de entrada en cajas de cambios de laminación
4.1 Fuga en intercambiadores de calor
En algunos casos, la fuga interna en los intercambiadores de calor de tipo placa puede hacer que el agua de enfriamiento entre en el sistema de aceite lubricante. Es necesario realizar pruebas de presión e inspección regular para excluir esta posibilidad y garantizar que prevención de la entrada de agua en sistemas de lubricación hidráulica Sigue siendo una prioridad para el equipo de mantenimiento.
4.2 Fallo de sello entre las cajas de la caja de cambios
El sellado deficiente entre diferentes carcasas de cajas de cambios también puede provocar la entrada de agua. Aunque las superficies de acoplamiento suelen estar mecanizadas con precisión, el tamaño de sello inadecuado o las juntas tóricas dañadas pueden provocar fugas. El control adecuado de la interferencia del sello es fundamental para mantener el rendimiento de sellos de caja de cambios de alta velocidad para molinos de productos largos de alta velocidad, asegurando que no migra agua de refrigeración al sistema de accionamiento.
5. Principales causas de entrada de agua en el tanque de aceite
5.1 Entrada de agua en el eje Sellos de doble labio
En la práctica, la fuente de entrada de agua más común y más crítica es el área de sellado del eje. los sello de doble labio de laminación debe excluir simultáneamente el agua externa y retener el aceite interno. Si este sello falla, el agua puede entrar fácilmente en el sistema de lubricación y contaminar todo el tanque de aceite, lo que convierte a los sellos de eje de alto rendimiento para los molinos de alambre en una línea de defensa vital.
5.2 Modos de falla típicos de los sellos de doble labio
Primero, los labios de sellado son las superficies de contacto reales con los anillos de la honda de aceite. Si el desgaste del labio alcanza un nivel crítico, la presión de contacto disminuye y la función de sellado se pierde, permitiendo que el agua pase.
En segundo lugar, el envejecimiento del sello es otro factor importante. Bajo los efectos combinados de alta temperatura, impacto, inmersión en agua y presión de purga de aire, los materiales de caucho pierden elasticidad gradualmente, se vuelven frágiles y se agrietan, lo que acelera el desgaste y la deformación.
En tercer lugar, la calidad del ensamblaje afecta directamente el rendimiento del sellado. La desalineación, la contaminación durante la instalación o la compresión desigual pueden causar una falla prematura del sello.
En cuarto lugar, la calidad y la selección de materiales del sello en sí son cruciales. Las diferencias en el material, la dureza y la precisión dimensional influyen en la distribución de la presión en el borde del labio. Si la presión de contacto es demasiado baja, el sellado será ineficaz; si es demasiado alta, el desgaste aumentará y se acortará la vida útil.
Finalmente, la optimización del sistema de purga de aire para los sellos de la caja de cambios es crucial. Si la presión del aire es demasiado baja, no puede soportar de manera efectiva el labio de sellado. Si es demasiado alto, puede dañar el sello o acelerar el desgaste. Además, el aire comprimido húmedo o contaminado puede bloquear los conductos de aire e introducir más contaminantes en el área de sellado.
6. Medidas preventivas para mejorar la fiabilidad de la caja de cambios de laminación
6.1 Reemplazo y mantenimiento regular de cajas de cambios
Las cajas de cambios de laminación deben dejarse de servicio a intervalos fijos para su inspección, limpieza y mantenimiento. Este enfoque preventivo puede identificar problemas potenciales antes de que se conviertan en serios fracasos.
6.2 Reemplazo regular de sellos de doble labio
Diferentes soportes de molino pueden tener diferentes condiciones de funcionamiento, así que establezca estrictos intervalos de mantenimiento para sellos de eje de laminación para asegurarse de que los componentes desgastados se reemplacen antes de permitir la entrada de agua.
6.3 Optimización de los materiales y diseño de sellos
uso sellado de grado de ingeniería QZSEALS para la industria del acero los productos ayudan a mejorar la resistencia a altas temperaturas y productos químicos agresivos.
6.4 Control estricto de la calidad de la instalación
Durante el reemplazo del sello, es esencial asegurarse de que todos los componentes estén limpios, las piezas de soporte sean planas y paralelas, y la compresión de los labios de sellado esté dentro del rango especificado. La compresión desigual puede provocar un sobrecalentamiento o fugas localizados y debe evitarse.
6.5 Mejora de la calidad del sistema de purga de aire
La instalación adecuada de las unidades de filtración, secado y lubricación de aire puede mejorar en gran medida la limpieza y la fiabilidad del sistema de purga de aire. La presión del aire debe mantenerse dentro de un rango adecuado para equilibrar el rendimiento del sellado y la tasa de desgaste.
6.6 Monitoreo y purificación continuos de aceite lubricante
Se debe realizar un análisis de aceite regular para monitorear la limpieza y el contenido de agua. Cuando se detecta contaminación, se deben poner en funcionamiento separadores centrífugos o purificadores de aceite al vacío para eliminar el agua y las partículas sólidas. Mantener el nivel de aceite dentro de un rango óptimo también ayuda a mejorar el rendimiento de desgasificación y sedimentación.
7 Conclusión
Experiencia práctica en alta velocidad talleres de laminación demuestra que el quemado de rodamientos de caja de cambios frecuente es un problema sistemático estrechamente relacionado con la calidad de la lubricación y la fiabilidad del sellado. La contaminación del agua del aceite lubricante es la causa fundamental de la degradación del aceite, la formación de lodos y, en última instancia, fallas de lubricación elastohidrodinámica en los molinos de alta velocidad. Una vez que el agua ingresa al sistema, incluso los mejores rodamientos no pueden mantener una operación estable, lo que provoca un daño severo en la capa de Babbitt en los cojinetes contaminados con agua.
En este contexto, el sello de doble labio de laminación no es solo una pieza de repuesto estándar, sino un componente de fiabilidad crítica que forma la primera y más importante barrera. En QZSEALS, nos enfocamos en el sellado de ingeniería QZSEALS para aplicaciones de la industria del acero. Nuestro sello de doble labio de laminado está diseñado con geometría de labios optimizada y sellos de doble labio resistente a la abrasión para la tecnología de plantas de acero para garantizar el rendimiento en condiciones de alta velocidad y agua. Al utilizar nuestras soluciones de sellado personalizadas para entornos de laminado severos, los operadores pueden garantizar la vida útil prolongada de las cajas de cambios de laminador y lograr una producción más estable y predecible.
