辊颈用轴承损伤原因

轧辊应力_百度百科
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应力(stresses in roll)是轧辊各部位因外力作用、受热不均或制造工艺引起的变形不协调而产生的。
轧辊应力的存在直接关系到轧辊的损伤和使用寿命。轧辊在制造过程和使用过程中都可能发生开裂或其他。
轧辊使用时受到各种周期和非周期应力的作用,轧辊还经常在带裂纹状态下运行,因此轧辊使用过程中的应力分析包括强度分析、断裂力学分析和疲劳分析。
强度分析 轧辊应力从产生根源上分,有机械应力、热应力和残余应力。这些应力在轧辊内的分布都是不均匀的。此外,轧制条件经常会出现异常情况,形成瞬间的尖峰应力。因此,在进行轧辊的强度计算时,安全系数经常要取得很大。
机械应力 统指在外力作用下轧辊内所产生的应力。轧辊因机械应力引起的损伤有裂纹、断裂、剥落、压痕和磨损等。它们分别由整体应力、局部应力或者表面应力引起。
(1)整体应力。整体应力包括弯曲应力、弯扭合成应力和扭转应力。
对带槽辊的辊身部分,通常只计算弯曲正应力σw并对不同轧槽分别计算,才能找出危险断面来,一般采用的计算式为:
σw =32Mw/πD3
式中Mw为轧制力所在断面的弯矩,D为该断面处的轧辊直径。
计算二辊板带轧机所用平辊的弯曲应力时,轧制力按均布载荷考虑,即只须计算辊身中间断面处的弯曲应力,一般采用的计算式为:
σw =8P(a-b/2)/πD3
式中P为轧制力,D为辊身直径,a为压下螺丝中心距,b为轧件宽度。
支承辊按承担轧制时的全部弯曲力矩来考虑,其计算式为:
σw =8P(a-L/2)/πD3
式中P为轧制力,D为最小辊径,a为压下螺丝中心距,L为辊身长度。
辊颈处通常应计算弯曲和扭转的合成应力,计算式为:
σ=32M/πD3
式中M为辊颈危险断面处的弯矩,一般把辊身端面处视为危险断面,它与压下螺丝中心线的距离可近似地取为辊颈长度之半,d为辊颈直径。
辊颈受扭时,每一截面都绕轴稍微旋转,这些截面仍保持平面,因此截面上任意点就产生一剪应力,其大小与该点的半径距离成正比,方向垂直于该半径。伴随着这个剪应力,在45。方向还有等值的拉压应力,由于等值,只要计算其一即可。
在四辊轧机条件下,支承辊承担全部弯曲应力,工作辊若作为传动辊,其辊颈可以只计算扭转应力。
从辊身过渡到辊颈处,即在辊身肩部圆角处,由于直径急剧变化,局部应力就会增高,而在峰值应力位置以外就会迅速衰减。一旦过载,就经常在这种局部应力集中的位置发生断裂。
因此,在计算辊颈应力时,均应乘以应力集中系数K,它是峰值应力与不考虑应力集中时的应力(名义应力)的比值。
当辊身肩部为最简单的单一圆角条件时,应力集中系数取决于肩高与辊颈直径之比h/d和圆角半径与辊颈直径之比r/d。
轧辊的应力集中系数K一般在1.25~2.00之间。
当采用在辊颈施加弯辊力的方式来补偿轧辊因弯曲应力而产生的弯曲时,应考虑弯辊力给辊身端面(即危险断面处)带来的附加弯曲应力。
传动头一般只计算扭转应力,算式为:
式中慨为单辊最大传动力矩,彬x为传动头扭转断面系数。
(2)局部应力。当两个轴线平行的轧辊接触并受压时,由于接触区的变形受各方面限制,将产生复杂的应力体系,即接触应力,包括压应力、主剪应力和反向剪应力。接触应力具有明显的局部性质,随着离接触区距离的增大而迅速衰减。
轧辊接触应力示意图
接触区的宽度b和最大压应力(处在中心连线上)Pmax可分别按下式计算:
b=1.52[P’d1d2(E1+E2)/(d1+d2)E1E2]1/2
Pmax=0.83[P’E1E2(d1+d2)/(E1+E2)d1d2]1/2
式中P’是一圆柱体施于另一圆柱体单位长度上的压力,d1和d2是它们的直径,E1和E2是它们的弹性模量。
沿轧辊中心连线有同这一连线成45。角的主剪应力,在接触点上,其大小为零,在一定深度上达到最大值,深度继续增加时,则又逐渐变小。
计算结果表明,主剪应力的最大值为0.304Pmax,所在深度距压扁表面为0.39b。由于轧辊的转动,每次经过接触线时,该点的应力都从零增加到最大值,再从最大值减小到零。
轧辊由于是在转动过程中承受接触载荷的,因此还有另一种剪应力,这种剪应力位于x法平面内,并指向y方向,记作τxy,其最大值为0.256Pmax。该最大值所在位置在压扁表面以下0.25b深度的平面上(实为圆柱面),比最大主剪应力所在的位置略浅。
尤其重要的是,这种剪应力是在偏离x轴的一段距离上达到其最大值的,当穿过x轴位置时减为零;然后,在x轴的另一边,重新达到最大值,但其符号相反,故称反向剪应力。
对剥落来说,τxy才是最危险的应力。实际上,剥落深度经常偏离最大反向剪应力所处的深度。这有材料方面的原因,即材料抗力水平在随深度变化;也有应力叠加问题,如残余应力和接触体之间的摩擦力等。
(3)表面应力。轧制是依靠摩擦而实现的。辊缝中除了库仑摩擦外,还有粘着摩擦。在摩擦力(外力)作用下,辊面会产生一系列表面应力,当它超过接触点强度时,磨屑脱离母体,辊面被磨损。
在轧制条件下,有时还包括热和介质的作用,磨损现象会十分复杂。冷轧辊以粘着磨损为主;热轧辊则以磨粒磨损、氧化磨损和疲劳磨损为主。带工艺润滑时还会有化学磨损,不加冷却液时还观察到有受塑性支配的磨损机制。
热应力 温度梯度在弹性体内引起的应力。有几种情况会使轧辊因热应力而导致损伤.牟L制开始时烫辊期间内或临时停轧后重新开轧时,轧辊受热太快产生加热应力,加热应力在辊身的径向为拉应力;已经很热的辊面因冷却过快而产生冷却应力,冷却应力在辊面的周向为拉应力;过度的热疲劳会引起轧辊的周期热应力,如在某热轧条件下,从轧件进辊缝到出辊缝前,辊面有可能因膨胀受阻而屈服,使压应力最大只能达到相应温度下材料的屈服强度;但到轧件离开辊缝后,辊面随即会被轧机冷却水和轧辊本体所冷却,于是在原先屈服的表层就不能发生弹性恢复,从而产生拉应力。一定周期后,辊面就会生成粗细疏密不等的龟裂——热疲劳裂纹。
每次装机开轧到轧辊的整体温度基本稳定后,轧辊在宏观上便具有稳态温度场,由稳态温度场引起的热应力属稳态热应力。稳态时,温度场和应力场均同时间无关,可按稳态方程处理。但轧辊工作时,辊面与邻近辊面的辊身部分始终处在交变的非稳态温度场中,由非稳态温度场引起的热应力属非稳态应力场,这时的温度和应力均随时间而变,须按非稳态方程处理。
(1)稳态热应力。稳态热传导过程符合傅立叶根据实验结果给出的导热方程:
q=- k grad T
式中,gradT为温度梯度,q为热流密度,负号表示热量总是流向温度低的方向。
由热传导方程和温度边界条件可求出温度分布,再由包含温度项的弹性方程求出热应力来。
(2)非稳态热应力。
同样,通过包含温度项的弹性方程可求出其热应力。
只有在非常简单的情况下,热传导和热应力可以有分析解,一般二维或三维情况下都采用有限差分或有限元方法求其数值解。
残余应力 残余应力来自轧辊的铸造、热处理、车削、磨削、喷丸、镀铬和堆焊等各种制造过程以及强化和修复过程。其中,铸造应力、淬火应力(包括热应力和相变应力)和磨削应力是最主要的损伤应力。
(1)铸造应力。铸造应力为热应力,主要来自铸后冷却时温度梯度的变化过程,其外层为压应力,内部为拉应力。
铸铁辊经常以铸态交货,不经消除应力处理,这是因为铸件在型腔内冷却到弹性区域时,温差已经减小,残余应力不会很高。离心铸造的复合轧辊,经常是合金含量较高的品种,其热应力和相变应力都比常法浇铸的复合轧辊和低合金或非合金的复合轧辊高,故常进行回火热处理。铸钢轧辊铸后首先要退火,有时还接其他处理,铸造应力已不复存在。
(2)淬火应力。冷轧辊在感应淬火时经受急剧的温度变化,进入弹性区的时间先后不一,因此淬硬层内会留下很大的残余应力。马氏体相变时由于比容增量大,进一步增加了淬硬层内的压应力,最终压应力可能高达MPa。一般来说,外层压应力会增加轧辊在接触弧内的弹性压应变,在压下量一定时相当于增加了接触面积,从而使轧制力增大。
冷轧辊残余应力的分布特点是:淬透层下有高温回火区,因而压应力终止即紧接一小的拉应力峰,该应力值并不大,但可能处于三相拉应力状态,剥落裂纹容易在此扩展。
(3)磨削应力。常规磨削在工件表面留下残余拉应力。对高应力轧辊来说,该应力足以造成磨削裂纹。只有非常谨慎的磨削,即用较软的砂轮、较低的砂轮速度、小的进给量和充足的冷却液,才有可能维持表层残余压应力。然而轧辊车间的磨削制度时常造成高的拉应力。这种应力一般会降低材料表面的疲劳强度,增加裂纹形核和剥落的概率。
对残余应力的确定,目前尚难做出解析式,一般都是通过实测的方法来求得。残余应力的测量方法有:机械法,即边释放应力边用应变仪测应力的变化;X射线法,适于测表面应力,若想测体内应力分布,则须逐层释放应力。此外,还有利用巴克豪森(Barkhausen)效应的磁弹性方法,属于无损方法,但也只是测表层和浅表层的应力。
断裂力学分析 对轧辊来说,断裂力学的任务并非要直接回答在哪个位置多大的裂纹是临界状态的。因引起轧辊应力变动的因素太多,还不时发生异常的尖峰应力,能用断裂力学定量描述的情况还不多。很多情况下断裂韧性只反映一个轧辊(裂纹体)承受过载能力的相对高低。
线弹性断裂力学用K描述裂纹体受载时裂纹尖端的应力场,所以,Kc可代表裂纹体的断裂强度。超过这个临界值时相应长度的裂纹将失稳扩展。用能量观点来描述,应变能的释放率大于所吸收的表面能时,裂纹扩展就将失稳。这里包括裂纹尖端附近所吸收的塑性能和裂面的表面能,后者只占很小比例,主要是塑性能。
除了线弹性条件下的平面应变断裂韧性外,对中强度材料来说,裂纹尖端的塑性区变成了大规模的屈服区,裂纹周围是平面应力条件,断裂不再受弹性应力所控制。根据弹塑性断裂力学,用J积分来描述其裂纹尖端的应力场,它既可描述稳态的裂纹扩展,也可描述矢稳态的裂纹扩展。
KⅠ用于拉开型裂纹,KⅡ用于剪切型裂纹。在分析轧辊的剥落损伤时,KⅡ具有重要的意义。
疲劳分析 裂纹还可在K远小于Kc的条件下按疲劳方式生长,即先是周期塑变,然后裂纹形核,生长(稳态扩展),断裂(失稳扩展)。在轧辊的特定受力状态下,须考虑的疲劳过程有弯扭疲劳、热疲劳和接触疲劳。
辊颈弯扭疲劳 辊颈的弯扭应力中,弯曲应力是对称循环的,剪应力对可逆轧机按对称循环处理,对不可逆轧机按脉动循环处理。辊颈弯扭疲劳的计算,实际只要计算危险截面处的疲劳安全系数n即可。
式中β为与表面质量有关的系数;εσ、ετ为与断面尺寸有关的系数;σ-1,τ-1为对称循环时材料的弯曲疲劳极限和扭转疲劳极限;Kσ,Kτ为辊肩处的弯曲和扭转应力集中系数,σmax,τmax为工作辊危险断面处的弯曲应力和剪应力,ψτ为扭转平均应力折合为应力幅的等效系数。
热疲劳 轧辊热疲劳裂纹的形核主要起因于热应力,而其扩展则主要是机械应力的作用。关键的阶段就在亚临界裂纹的生长阶段,对轧辊材料来说,其分析也需要利用线弹性断裂力学的成就。
在周期应力作用下,应力强度范围ΔK=Kmax-Kmin决定了裂纹扩展的速率da/dN,其关系式为
da/dN=c(ΔK)m
式中c和m为材料的定标常数。
接触疲劳对一个裂纹体来说,危险载荷通常总是拉伸方式的载荷,其裂纹扩展速率da/dN在拉伸条件下是可以实验确定的,也可根据应力强度范围和材料参数按上式进行计算。
但轧辊剥落前裂纹主要以剪切方式扩展,即须利用KⅡ关系。目前,这方面的工作还不多。轧辊发生剥落损伤时,断口上经常能见到明显的贝壳状疲劳裂纹扩展花样。
任何条件下轧辊的应力都是各种应力的不同组合,应力分析的任务就是要在各种特定的损伤条件下找出起支配作用的关键应力。[1]
.成都钢铁网[引用日期]轧辊失效分析;轧辊失效分析;欧州轧辊制造商协会撰写;目录;第一章剥落;1.1马鞍形剥落6;1.2挤压裂纹和带状疲劳剥落7;1.3外层/芯部结合层处剥落9;1.4外层/芯部接合层工作层厚度不够10;1.5辊肩脱落11;第二章热裂纹;2.1带状热裂纹12;2.2梯状热裂纹13;2.3局部热裂纹13;第三章机械事故损伤;3.1冲击过载造成轴承部位断裂14;3.2弯
轧辊失效分析
轧辊失效分析
欧州轧辊制造商协会撰写
马鞍形剥落
挤压裂纹和带状疲劳剥落
外层/芯部结合层处剥落
外层/芯部接合层工作层厚度不够
带状热裂纹
梯状热裂纹
局部热裂纹
机械事故损伤
冲击过载造成轴承部位断裂
弯矩引起的轴承部位断裂
传动端扭矩引起辊颈折断
辊承磨损及烧死引起的辊颈折断
热(应力)折断
表面及次表面(皮下)缺陷
针孔和气孔
硬点和软点
轧制过程中辊面状态
大块带状剥落
带边边缘磨损
划伤/机械碰伤印痕
目前,对任何成熟的轧制过程、轧制工艺,都可有不同的轧辊材质选择。这些轧辊在正常的轧制条件下,可以顺利得用到报废直径。然而,为了得到这一结果,正确的轧辊管理是非常必要的,这当中包括轧制周期长短的确定,良好的磨辊程序及无损检测手段。除此之外,轧辊磨损轮廓的测量记录,工作硬化层的检测对轧辊服役期的增加也会是有益的。
在确定宽带钢工作辊材质时,轧辊制造厂家需要知道相关的轧制条件,其中包括精轧
段机(架)的数量,轧辊服役的架次,带宽单位宽度上的轧制力,轧辊工作部位的最大预弯度,这些要素决定了复合轧辊芯部和外层材质的选择。
尽管轧辊制造商和用户都谨慎行事,还会发生轧辊失效,导致轧辊部分或全部损失,甚至损坏到轧机设备。这些轧辊失效的原因都是与制造或使用相关的。
轧辊断裂的形貌往往用于鉴定断裂的原因。一般来说,断裂可以是由负荷超载还是疲劳所引发的。疲劳断裂初始从裂纹开始,逐渐延展,形成典型的断裂面。这种断裂面相对平滑,呈现多条抑制线,一旦疲劳裂面达到临界大小,剩余的截面便突发破裂。疲劳断裂的典型例子有支撑辊剥落、支撑辊颈折断,还有二辊式轧机的工作辊从内圆角区域处的断裂(应力腐蚀也会是引发原因之一)。
工作辊辊颈由于弯曲或扭矩过大引起的折断往往是自发性的。这主要发生在负荷超载时所引发的辊颈折断。这种折断也会发生在工作辊的辊身中部,尤其是四辊轧机的工作辊。
工作辊传动端因扭矩过大而折断往往是由于机械负荷超载所引发的。机械负荷超载可能是轧辊间隙设置不当所致,也有可能来自外来物渗入轧辊间隙。该种情况会在没有扭矩过载的保护装置的轧线上发生,或保护装置失控的情况下发生。
在机械负荷超载的情况下辊颈的折断可以有效地防止轧机及其部件的损坏,如主轴、齿轮箱及主电机。由扭矩过大引起的辊颈失效可看出断裂面与轴向或45?。为了减少轧机的损坏,工作辊的传动端就材质而言,针对最大的扭矩负荷,设计成相对弱的部位。
事故的发生,如粘接、卡带或辊缝间隙设计不当不一定都会引发轧辊的损坏,事故之后对轧辊正确处理非常重要。将损伤的轧辊适当修磨消除缺陷是最安全的办法。有许多有用的技巧处理事故后的轧辊。因此,钢厂人员有必要注重这方面的相关措施。
整支轧辊的成本包括购买价和修磨费用,总是同轧机的运行成本联系起来一同考虑。一支新辊的价值一般低于一个热轧厂运行一小时的价值,然而复杂的轧辊事故可以导致轧机长时停机,有的长达15小时甚至更久,而且很难排除。另外,轧辊事故对支撑辊或轧机的损害也是不可排除的。有些损坏常常需要一段时间才能体现出来。
这本轧辊失效的册子将有助于将来解释和防止类似情况发生。
尽管本手册提供的一系列轧辊在服役期中所存在的问题及现象,但仍不排除有没包括的问题。我们可以承诺此手册概括90%的轧辊使用过程中所出现的现象,对轧机操作人员提供有力的帮助。
欢迎用户对本手册给予有益的建议,补充和预防措施以便使此手册能成为轧辊用户和制造厂家的活用的工具。
1.1马鞍形剥落
这种马鞍形状的疲劳剥落是起源于结合层下部芯部材质,从而引发了大块的掉肉。从断裂表面上我们可以看到许多疲劳截面的传播途径。这种剥落往往发生在片状石墨芯部的离心工作辊(4辊轧机),而且发生的部位往往是辊身中部。
这种剥落往往是由于在轧制薄而硬的带钢时,压下比大,轧辊在呕烦惺芨吒汉啥洹T跣静坎闹式淮淼厥苷河αΦ淖饔茫诔@图奘保嵋⑽⒘盐频牟K孀盼⒘盐频脑黾樱蚧岬贾滦静坎闹实娜趸O乱桓鼋锥危庑┝盐仆üィ鸾ビ尚静垦由斓焦跎肀砻妫奥戆靶巍钡羧狻T谠踝陨聿杏嘤α乖诘那榭鱿拢饺菀椎贾抡庵窒窒蟮姆⑸F涫嫡庵窒窒笸ǔ?捎贸ㄊ侄渭笆钡丶觳獬隼础3幕夭ǖ募跞趸岣颐钦夥矫娴奶崾尽R簿褪撬嫡庵衷醪闹什荒艹惺艽死嘣母汉 。 轧辊制造商责任
1.1.3预防措施
对轧辊制造厂家来说,客户能够提供必要的前期轧辊失效原因, 以及相关的轧制过程参数,如轧制负荷 (t/m带钢宽度)是很重要的.对负荷大的轧机,应采用高强度的球墨芯部材质避免低强度的片状石墨材质。
1.2挤压裂纹和带状疲劳剥落
(猫舌状剥落)
在初级阶段,在局部挤压过大的区域,在轧辊表面会形成一条或几条裂纹,这样的裂纹往往会在平行于辊轴的方向形成,然后逐渐沿径向传播;在下一个阶段,疲劳会逐渐向圆周方向漫延,呈现出平行于辊身表面的猫舌状断裂带。断裂面的漫延方向同轧辊旋转方向相反。这种断裂首先是在工作层中产生的,进而逐渐往辊身方向变深变宽,最终导致辊身大面积的剥落。
过大的局部超负荷超过轧辊外层的抗剪切强度时则会引发裂纹。在持续的轧制过程中疲劳则会继续引发裂纹的产生,进而导致辊身局部大面积掉肉。对服役期较长的工作辊和支承辊,常常磨损的表面会时常产生局部的超负荷,对不正确的CVC轮廓来说也是同样。对持续使用弯辊技术,没有合理的辊端倒角轮廓(以均衡支承辊端部应力)的支承辊,轧机事故以及轧制外来物都会引发此类裂纹。
用户责任。
1.2.3预防措施
轧辊每次服役后应对其缺陷进行检测。在发生严重轧机事故后,轧辊应进行100%裂纹检测,除此之外,还应采取一系列附加的措施,如服役期的长短的控制,修磨时能否完全去除裂纹、正确的轧辊凸度控制等等,从而有效地控制由于负荷过载所导致的轧辊失效。 用户可通过良好的轧辊检测纪律及正常的轧机运行避免此类失效的发生。
1.3表皮/芯部结合层处脱落
大区域表层金属由于结合层不良与芯部材质脱落,遂后脱落层沿着这一弱结合面进一步扩沿,最终导致工作层局部剥落。
此类轧辊的要求之一是达到表皮材质同芯部材质完全的冶金结合。表皮同芯部的分离是由于以下结合层强度的减弱所造成的,其主要原因是:
?表层和芯部间残留的氧化层
?结合层中残留的玻璃渣和杂质。
?结合层中过多的碳化物,气孔,片状石墨或非金属残留物如硫化物等。
其它造成表面同芯部脱落的因素有:
?由于轧制事故,可能造成局部负荷过载,引发外部与芯部材质的脱落,进而这一分隔面沿着结合层逐步扩展,直到达到临界尺寸,瞬间产生二次脱落。这种损坏形式在结合层没有任何缺陷的情况下也可发生。
?由于不正常的过热现象(冷却系统问题,粘钢等)结合层径向张力过大,也会导致结合层剥落。
一般情况下,如果结合层有可以看出的缺陷,就是轧辊铸造质量问题。
1.3.3预防措施
超声波检测可检测和量化表皮与芯部结合程度,并可预测轧辊在使用过程中此结合层脱落的传播面。具有破坏性后果的剥落,一般通过轧辊使用前的超声波检测是可以避免的。这样的轧辊,其结合层局部分离尺寸已接近危险尺寸的,不能上机使用。
外层/芯部结合层??1.4
工作层厚度不够
表皮同芯部完全结合,但是工作层厚度不够 ,轧辊无法使用到报废直径。芯部材质具有更多石墨,合金量较少,所以比外层金属软许多,颜色呈灰色。由于结合层往往是沿着外层金属的凝固线所形成的,因此在辊身表面所呈现的此类缺陷是不连续,不规则的。
离心层厚度取决于离心浇铸过程中的许多参数,如:离心层的浇铸铁水量,浇铸温度和停滞时间。当其中一个参数没能达到设计要求值时,离心层厚度就达不到要求。
轧辊制造质量问题
1.4.3预防措施
采用可达到要求厚度的浇铸参数。
工作辊表面或表层裂纹引起的脱落,发生在园周向距辊肩大约100~300 mm处。裂纹一直向辊肩非工作面发展。严重时,裂纹及引发的脱落可发展到辊身辊颈过渡圆弧处。当裂纹延展到一定深度时,就会引发大块剥落。
辊肩压力过大,工作辊正弯曲引发的负荷,支撑辊的倒角设计不当,板型不好,带钢边缘过厚(狗骨头状)或不适当的装配等等都会造成轧辊局部过载,从而造成局部剪切应力超过工作辊辊身自身材质抗剪切强度。外加轧辊辊端长时间磨损过大,易造成辊身端部局部过载,引发裂纹的产生。随着裂纹的进一步延展,扩至辊身非工作面,造成剥落。
1.5.3预防措施
确保支撑辊的辊身完好,恰当的辊端倒角设计。
避免在工作辊辊端部位应力过于集中。确保弯辊得到很好的控制。
注意工作辊支承辊的之间的配合和轮廓的设计。
2.1带状热裂纹
相当于带钢宽度的部位,与工作辊接触的弧面。这些裂纹往往看上去是镶嵌式的,但裂纹的间隙往往宽于传统热裂纹的宽度。
在轧机发生机械事故时,带钢粘在工作辊的表面时间可能会很长。在接触部位的辊身表面温度可能会急剧增加,进而使整个轧辊温度增加,所导致的热应力在有些情况下会超载辊子自身材料的热态屈服强度。当带钢与辊身脱离时,在轧辊起吊过程中,辊面得到冷却,有些表面则会产生收缩,从而引发表面裂纹。产生热裂纹的严重程度取决于粘钢接触过程的长短和冷却速度。
2.1.3预防措施
防止轧机事故坯料粘结。在轧机发生事故时,应快速打开轧辊间隔,关掉冷却水,去掉辊身上卷曲的带钢。为避免对轧辊的损坏,应立即启动轧辊旋转装置,等辊身温度均衡时,打开冷却水使辊身的温度进一步均匀化。对末架轧辊换辊是一必然措施。辊身必须重新修磨,以避免任何裂纹的存在。(采用无损探伤,以避免内部缺陷)
2.2梯状热裂纹
这种裂纹呈现出沿园周向的宽带,裂纹的朝向是轴向的,然而却是向径向扩延的。
这种裂纹的起源可能是由于冷却水的不足所导致的,比如说冷却水喷嘴被堵。由于裂纹的产生,辊身的温度也就会越高,这种裂纹往往比热裂纹深。
2.2.3预防措施
保证冷却系统的正常运行,充分保证冷却水的量及水压。定期检查喷嘴的位置及功能。
2.3局部热裂纹
辊身局部出现热裂,有时有局部掉肉。
这种失效的原因在这些局部可能是由于机械和热应力的双重作用超过了辊子自身的材质的抗屈服强度所导致的,并且在进一步冷却中还会进一步扩展。轧机事故,比如说由于划伤,粘钢,带钢边缘划伤及尾部的卷边所导致的划伤是造成这一失败的主要原因。热裂纹和挤压裂纹的双重结合会使这种现象非常危险。因为这一失效会导致带状疲劳剥落或甚至引发即刻剥落。
2.3.3预防措施
改善轧制条件以避免这类轧机事故发生。当出现轧机事故时,应立即把轧辊撤下轧机,并进行进一步的观察及修磨。
3.1冲击超载造成轴承部位断裂
这种失效往往起源于紧邻辊端底部的圆弧部位。由于裂纹的扩展,导致辊颈截面断裂。裂纹开始时沿着整个截面发展,最后延伸到辊身侧面,切下辊身端面的一部分。
在冲击负荷下,最大负荷超过了轧辊芯部材料所能承受的最大抗弯曲负荷 ,发生截面断裂。断裂一般产生于负荷应力为最大的截面。当轧辊由于不正当的使用或运输、吊装,如:摔落、换辊吊梁使用不当等等,裂纹就会产生,甚至经常发生断裂。如我们看到断裂的辊颈上带有辊身的一部分时,说明轧辊使用不当。这种现象是由于轧钢厂使用不当造成的。
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