Внимание! Вы находитесь на архивной версии сайта компании «Практическая Механика»! Эта версия сайта перестала использоваться 31 мая 2022 года. Новый сайт компании — prmeh.ru.
Подшипник CARB® — лучшее решение для плавающих опор сушильных цилиндров бумагоделательных машин
Роликоподшипник СARB является оптимальным решением для плавающих опор сушильных и Янки цилиндров в бумагоделательных машинах, так как CARB лучше, чем любой другой подшипник способен удовлетворить высоким требованиям, предъявляемым к данному узлу, таким как способность компенсировать перекос и осевое удлинение вала, несоосность вала и корпуса, высокие нагрузки, скорости и рабочие температуры.
Использование роликоподшипников СARB в плавающих опорах приводит к снижению потребности в запасных подшипниках качения, уменьшение плановых, и особенно внеплановых простоев оборудования. Кроме того, возникает возможность более высокого нагружения подшипника, либо применения подшипника меньшего размера, что, в свою очередь, позволяет повышать рабочую скорость и снижает уровень вибраций.
Сушильный цилиндр
Сушильный цилиндр нагревают паром. Температура пара устанавливается в зависимости от толщины бумаги и может варьироваться от 130°С до 200°С. Сушильная часть бумагоделательной машины (БДМ) может содержать 35-100 сушильных цилиндров.
Корпуса подшипников со стороны привода в большинстве случаев встроены в станину, из которой смазывающее масло поступает непосредственно в корпуса. В качестве опор сушильных цилиндров с приводной стороны обычно применяют сферические двухрядные роликоподшипники.
Конструкция подшипникового узла «плавающей» опоры зависит, главным образом, от ширины БДМ. У машин с обрезной шириной до 4,5 метров на лицевой стороне обычно устанавливают унифицированные подшипниковые узлы, которые прочно привинчивают к станине. У более широких машин часто используют специальные корпуса.
Подшипник на лицевой стороне БДМ должен обеспечивать свободу осевого смещения вала, для того чтобы компенсировать неизбежное удлинение цилиндра при нагреве. Кроме того, нагрев цилиндра высокотемпературным паром, подаваемым через цапфу, вызывает напряжения во внутреннем кольце подшипника. Помимо того, подшипник должен быть нечувствительным к перекосам, обусловленным недостаточно тщательной выверкой подшипниковых узлов, прогибом вала под нагрузкой или осадкой фундамента.
Подшипники сушильных цилиндров работают в следующих условиях:
изменение длины цилиндра до 10 мм и более;
высокие напряжения во внутреннем кольце, особенно при пуске БДМ, когда особенно велика разница температур цапфы и внутреннего кольца подшипника;
неизбежный перекос, обусловленный раздельной установкой корпусов подшипников на расстоянии до 10 метров.
Янки-цилиндр
В основном, условия, характерные для работы сушильных цилиндров, относятся и к Янки-цилиндрам. Поэтому подшипниковый узел Янки-цилиндра в целом аналогичен опоре сушильного цилиндра. Основное различие состоит в том, что вектор результирующей нагрузки на Янки-цилиндр может быть направлен, в зависимости от направления действия и величин сил прижима, в различные стороны и даже вверх. В последнем случае может оказаться необходимым применение дополнительных устройств (призм или направляющих) для удержания в нужном положении корпуса плавающего подшипникового узла. Силы, порожденные действием прижимных валков, зачастую являются источником проблем, возникающих при работе узла.
«Вчерашние» решения
В подавляющем большинстве конструкций подшипниковых узлов бумагоделательных машин до сегодняшнего дня применялись двухрядные сферические роликоподшипники в раздельных корпусах. Такое решение подходит для весьма разнообразных рабочих условий. Кроме того, оно реализует самоустановку вала в опорах, необходимую вследствие наличия допусков изготовления, неточностей сборки, прогибов вала под нагрузкой и т.д.
Однако имеется проблема: удлинение вала, происходящее вследствие его нагрева, требует, чтобы наружное кольцо одного («свободного» или «плавающего» ) подшипника имело возможность скользить внутри корпуса. Для осуществления этого перемещения подшипник устанавливается в корпус по посадке с зазором. Но это не гарантирует свободного «плавания» наружного кольца. Из-за наличия трения между наружным кольцом и посадочной поверхностью корпуса, в системе возникает большие осевые силы. Они в свою очередь вызывают появление вибрации, рост температуры и в конечном итоге снижают долговечность узла. Это имеет место даже при равномерных внешних нагрузках, в нормальных условиях работы.
В случае появления таких внешних факторов, как коррозия, износ или деформация корпуса, создается препятствие свободному скольжению кольца подшипника, и тогда силы трения многократно увеличиваются, а нагружение подшипников становится гораздо более тяжелым.
В качестве опор сушильных и Янки-цилиндров часто используются корпуса на призмах. В них осевое перемещение компенсируется небольшим качением призм. В прошлом это решение являлось наилучшим и рекомендовалось SKF для такого рода применений. Однако такие опоры являются нежесткими и не могут демпфировать вибрации так же, как закрепленные неподвижно корпуса. При увеличении рабочей скорости машин вибрации в опорах на призмах недопустимо возрастают. Кроме того, корпуса на призмах дороже, больше и стоимость их обслуживания, необходимого вследствие износа призм.
Современное решение
Прежнее решение, являющееся компромиссным и не слишком удачным, может быть исправлено заменой сферического подшипника «плавающей» опоры на CARB — тороидальный роликоподшипник фирмы SKF. При этом в фиксированной опоре по-прежнему используется сферический двухрядный роликоподшипник.
Подшипник CARB является сугубо радиальным, т.е. не воспринимает радиальной нагрузки. Этот подшипник является идеальным для применения в «плавающих» опорах, поскольку компенсирует температурное удлинение путем взаимного «внутреннего» смещения колец, происходящего с очень незначительным трением, и, в то же время, способен к самоустановке, компенсируя перекос. Таким образом, применяя CARB, можно забыть о проблемах вибрации, высокой температуры и низкой долговечности.
Подшипник CARB может быть применен с теми же самыми корпусами, втулками и закрепительными гайками, что и другие самоустанавливающиеся подшипники. Однако, следует иметь в виду, что подвод смазки для подшипника CARB должен быть организован со стороны торца, поскольку он имеет один ряд роликов. Наружное кольцо должно быть зафиксировано в корпусе, что позволяет применять корпуса одинаковой конструкции на обоих концах вала. Тип и количество смазки, а также периодичность повторного смазывания могут быть теми же, что и для сферического двухрядного подшипника аналогичного размера.
Более подробную информацию о роликоподшипнике CARB вы можете найти в разделе Подшипники на нашем сайте.
Информация о применени роликоподшипников CARB в плавающих опорах сушильных цилиндров бумагоделательных машин подробно представлена в брошюре (в формате PDF, 1,72 Мб).
История
