Ngành thép: làm thế nào vòng bi, bạc đạn tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt

Giới thiệu
Đặc thù của ngành thép là các quy trình hoạt động trong điều kiện môi trường rất khắc nghiệt. Sau quy trình đúc ban đầu, trong đó kim loại nóng chảy được đổ vào các khối thép, giai đoạn tiếp theo yêu cầu các tấm thép được đùn và làm phẳng thành các dải dài kéo dài trong các nhà máy cán. Các dải này có thể vẫn còn nóng từ các giai đoạn trước của quy trình (trong máy nghiền dải nóng) hoặc giảm xuống nhiệt độ phòng trong các giai đoạn sau của quy trình (như trong máy nghiền dải lạnh). Trong cả hai trường hợp, thiết bị liên quan cần phải chịu được các điều kiện khắc nghiệt khác nhau như biến động nhiệt độ nghiêm trọng và sự xâm nhập của bụi, hơi nước, nước và một số chất ô nhiễm khác.

Vòng bi Koyo hoạt động trong các điều kiện khắc nghiệt như quay tốc độ cao dưới tải nặng vẫn được kỳ vọng sẽ cung cấp độ chính xác và độ tin cậy cao mặc dù môi trường sản xuất khắc nghiệt như vậy. Bộ phận vòng bi Koyo của JTEKT có nhiều thập kỷ kinh nghiệm trong việc thiết kế, phát triển, thử nghiệm và tương đồng các vòng bi lcho các ngành công nghiệp gia công kim loại. Koyo hiện là một trong những nhà cung cấp lớn trên toàn cầu về các loại vòng bi này cho các nhà máy thép. Các ứng dụng điển hình là hỗ trợ các trục làm việc (vòng bi côn 4 dãy) cũng như các cuộn dự phòng (vòng bi trụ 4 dãy và vòng bi côn 2 dãy).

JTEKT / Koyo – nhà sản xuất vòng bi lớn cho ngành công nghiệp chế biến thép
Là một nhà cung cấp chính trong lĩnh vực này, Koyo có chuyên môn phù hợp để chẩn đoán và giải quyết các vấn đề cụ thể phát sinh trong quá trình vận hành hàng ngày. Tại Trung tâm phát triển công nghệ vòng bi kích thước lớn Koyo ở Kokubu, Nhật Bản, các kỹ sư sử dụng máy kiểm tra chuyên dụng cho vòng bi cho thiết bị sản xuất thép để cung cấp đầu vào cho mô phỏng các phương pháp sản xuất thép phổ biến nhất. Với kinh nghiệm này, các vấn đề tiềm ẩn có thể được dự đoán trong dây chuyền sản xuất thép mới hoặc nhanh chóng được giải quyết trong các nhà máy thép hiện có. Trong một số trường hợp, cần phải thiết kế lại toàn bộ vòng bi, hoặc một trong các thành phần của nó. Một trường hợp cụ thể như vậy được mô tả dưới đây.

Nghiên cứu điển hình: Ngăn chặn sự xâm nhập của nước tò mò vào vòng bi côn 4 hàng trong một nhà máy cán thép
Một khách hàng của nhà máy thép đã gặp phải sự cố nước xâm nhập vào vòng bi cổ cuộn. Trong quá trình kiểm tra, một rãnh sâu 1,5 mm đã được quan sát thấy trên vòng trong của vòng bi dọc theo bề mặt tiếp xúc với môi phớt. Khách hàng đã yêu cầu phân tích nguyên nhân gốc rễ của sự xâm nhập và rãnh nước sau đó đưa ra biện pháp đối phó với nó.

Phân tích hiện tượng
Sau khi điều tra bởi một chuyên gia Koyo, người ta xác định rằng rãnh này là do sự tích tụ cặn giữa môi phớt và vòng trong của vòng bi. Sự kết hợp giữa cáu cặn, nước và dầu mỡ đã tạo ra một ‘hợp chất đóng băng’ không mong muốn, tạo điều kiện mài mòn bề mặt trượt. Do điều này làm mòn sự tiếp xúc với môi làm kín và vòng trong bị giảm, dẫn đến giảm hiệu suất làm kín. Hậu quả là nước vào bên trong ổ trục dễ dàng.

Giải pháp ? Thiết kế lại hoàn toàn phớt chặn
Biện pháp đối phó với sự mài mòn rãnh là thay đổi thiết kế đối với hình dạng môi phớt để giảm lượng cặn được thu thập. Phần môi dưới của phớt cũng được thay đổi để khu vực tiếp xúc giữa phớt và vòng trong trở nên ổn định hơn, giảm độ rung và cho phép nó nằm úp vào vòng trong với áp suất giảm mà không làm giảm hiệu suất làm kín.

Phần kết luận
Nhìn lại, việc thiết kế lại phớt chặn dầu trông đơn giản và hiển nhiên như một giải pháp, nhưng để đạt được điều đó đòi hỏi rất nhiều kiến ​​thức kỹ thuật, sự sáng tạo trong thiết kế, trí tưởng tượng và tương tác với người dùng cuối. Sau khi thử nghiệm và xác nhận, các cải tiến cuối cùng đã được thực hiện thành công.