万方数据
重型机械
・５７・
如图３所示，轴承采用半外圈设计，外径面 为外球面，相对应的下半轴承座相应的安装位置
轴承座水路接口处利用“Ｏ”形密封圈密封，防止 漏水。上半轴承座顶部水冷腔面积，大为防止生
设计为内球面。上半轴承座内径面作为轴承上半 外圈滚道，上半轴承座即是轴承上半外圈。连铸 机工作时，为防止高温板坯与轴承座直接接触，
ｂｅ积ｎｇ．Ｔｈｅ ｂｅ耐ｎｇ
ｓｔｌｌＪｃｔｕｒｅ
ｄｅｓｉｇｎ，ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｗａｔｅ卜ｃｏｏｌｅｄ
ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ
ｃｉｒｃｌｅ ｓｔｍｃｔｕｒｅ ｗｈｏｓｅ ｍｕｌｔｉ—ｌａｙｅｒ ｓｅａｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｅｘｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ ｆ而ｍ ｔｈｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｉｎｇｓ ｍｎ ｓｍ００ｔｈｌｙ ｕｎｄｅｒｔｈｅ ｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｍｔｕｒｅ ｏｆ ６０～９０℃．ｒｒＩｌｅｓｅ ｂｅ撕ｎｇｓ ±３。ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅ １【ｅｙ ｗｏｒｄ＿ｓ：
承内径的相对滑动来实现支撑辊膨胀伸长产生的 轴向窜动。剖分式调心滚子轴承必须采用保持架 才能正常运转，滚动体数量的减少降低了轴承的 负荷性能。此外，调心滚子轴承由于其特有的结
结构设计
构，冷却通道面积较小，冷却效果不及圆柱滚子
轴承？ 剖分式圆柱滚子轴承外圈可以设计为外球 面，从而补偿普通圆柱滚子轴承不具有的调心性 能，且轴承采用外圈无挡边，内圈双挡边结构，
Ｄ鹤ｉｇｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｅｄ ｓｐＨｔ ｂｅａｒｉｎｇ
ｏｎ
ｓｅｃｔｏｒ
ｓｅｃｔｉ蚰ｄｒｉｖｅ
ｒｏＵ ｏｆ
ｓｌａｂ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｅｒ ＷＡＮＧ Ｃｈａｎｇ—ｘｉｎ９１一，ＣＨＥＮ Ｙａｎ－ｚｈｏｎ９１，ＪＩ Ｗｅｉｌ一，ＱＵ Ｘｉｎ＿ｊｉｎ９１，ＧＵＯ Ｈｕｉ．１ｉ３
（１．Ｈｅｂｅｉ Ｙｉｎｈｅ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｄａｎ ０５６０００，Ｃｈｉｎａ；
水冷剖分式轴承的润滑有脂润滑和油气润滑
两种方式，用户根据设备状况选用不同的润滑 方式。 （１）脂润滑。扇形段驱动辊支撑轴承长期在
高温、低转速状态下运转，轴承滚子与滚道间润 滑油膜很难形成。１…。水冷剖分轴承润滑脂必须有 足够高的黏度才能在运行中将滚动体与滚道分开， 使轴承能保持较长的使用寿命，润滑脂基础油黏
图２水冷剖分式满装圆柱滚子轴承装配图
Ｆｉｇ．２ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｃ００１ｅｄ ｓｐｌｉｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｆｈ ｃｖｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｍｌｌｅｒｓ １盖板２上半轴承鹰３“ｏ”形密封圈４下半轴承座 ５“迷宵式”密封吲６密封圈７央紧嘲８半内圈 ９滚子ｌ Ｏ驱动辊１ｌ半外圈
ｈ，间隔时间不得大于１０ ｍｉｎ。这样既为轴承提供 了新鲜的润滑脂，又清除了老化油脂和污垢。 （２）油气润滑。利用压缩空气驱动油膜，经 配送管道输送至轴承，如图７所示。该系统连续
与否直接影响轴承的使用寿命，根据水冷剖分式 轴承的使用工况推荐选用ｃ３组游隙。 （３）轴承配合。水冷剖分式圆柱滚子轴承用
于扇形段驱动辊的中间支撑，由于驱动辊的长度 会随温度的变化而改变，轴承必须适应中间支撑
ａ
ｃａｎ
ｔｈｅ ｂｅａｒ— ｗｉｔｈｉｎ
ａｄａｐｔ
ｔｏ
ｍｉｓａｌｉ驴ｍｅｎｔ
ｈａｎｎｏｎｙ ｂｅｔｗｅｅｎ出ｅ
ｂｅ商ｎｇｓ
ａｎｄ
ｔｈｅ曲ｖｉｎｇ ｒ０Ｕ．
ｂｅ撕ｎｇ
ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｅｒ；ｓｅｃｔｏｒ ｓｅｃｔｉｏｎ；ｄｒｉｖｅ ｒｏｌｌ；ｗａｔｅｒ—ｃｏｏｌｅｄ ｓｐｌｉｔ
式分段辊、芯轴式辊、分段组合式辊‘１’３］。为改
大轴向膨胀，要求轴承具有轴向窜动能力＂ｏ。
图ｌ驱动辊形式
Ｆｉｇ
１
（５）辊子同轴度偏差、过钢时产生辊子挠曲
要求轴承具有调心性能旧’。 （６）铸坯要进行水冷却，轴承在大量水分、
Ｆ０ｒｎｌｓ ｏｆ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｌｌ
剖分式调心滚子轴承外圈、内圈、滚动体都
高温蒸汽和氧化屑环境中运行。
是球面，可自动补偿支撑辊运转过程系统的初始
Ｏ前言
板坯连铸机冶金长度较长，直到矫直区板坯 都处于液芯状态。板坯从结晶器出来，由于鼓肚 力的存在，必须获得足够的支承使其凝固成型。 为了实现夹持和引导板坯的功能，二次冷却区支
承装置采用支撑辊结构。板坯连铸机依靠驱动辊
善受力情况、增加辊子刚度、改善坯形，扇形段 驱动辊要增加中间支承。
１轴承选型及结构
冷腔处厚度薄厚不均，冷却效果相对圆柱滚子轴 承较差．
必须减小滚动体，这样势必会降低轴承的承载能 力，若减小辊径则会降低驱动辊的整体强度。半 外圈结构设计可以降低轴承座高度和驱动辊直
径，便于安装更大直径的辊子。
＼
（
）
＼
（ ）
进７Ｋｆ
图３半外圈
Ｆｉｇ．５
卅水Ｉ 图５水冷却循环
Ｃｉｒｃｕｌａｒ ｐａｔｈ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ
ｂｅ耐ｎｇ
ｓｔｌｌｌｃｔｕｒｅ
ｓｅ—
ｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｏ
ｄｅｔｅｍｉｎｅ ｆｏ瑚ａｎｄ
ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｃ００ｌｅｄ ｓｐｌｉｔ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｒｏＵｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ
ａｒｅ
２．Ｈａｎｄａｎ ＲｏＵｉｎｇ Ｍｉｌｌ
Ｂｅ蒯ｎｇｓ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈａｎｄａｎ ０５６７００，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｌｕｏｙａｌｌｇ Ｄａｌｌｕａ Ｈｅａ、ｒｙ Ｔｙｐｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｌｌｇ
４７１０００，Ｃｈｉｎａ）
长轴或曲轴上。由图１可知，整体式分段辊结构 中间支承，只能采用剖分式轴承。连铸机扇形段
万方数据
・５６・
重型机械
驱动辊用剖分式轴承主要有剖分式调心滚子轴承 和剖分式圆柱滚子轴承两种类型。
力¨］，全部由辊子支承轴承承受，轴承载荷
极大。
（３）板坯连铸机板坯工作拉速不高于２
ｍ／
ｍｉｎ。６。，支撑轴承转速约ｌ～３ ｒ／ｍｉｎ，轴承转 速低。 （４）驱动辊为整体辊，受温度影响会产生较
向视图所示，用于将轴承同定在驱动辊支座上，
其中两个对角分布的螺纹孑Ｌ兼作润滑油输送接口
用，下轴承座底部键槽用于轴承定位。轴承润滑 油路，如图６所示，润滑油直接向轴承滚道润 滑，提高了润滑效果。
计，滚道比滚动体直径宽２×乩，滚动体可以在
外滚道上轴向游动，适应驱动辊受热膨胀伸长。
图４上半轴承座平面局部剖视图
３．２轴承润滑‘１０］
载区域与轴承承受的负荷大小及轴承游隙有关， 在确定的游隙条件下根据承载负荷可计算出负载
区域，从而确定轴承选用是否合适。计算过程可
参考相关资料。水冷轴承采用半外圈设计，轴承
运转时负载区应该分布在半外圈（图８所示阴影
部分），负载区不允许超过１８０。。当轴承负荷区 小于１２０。时，负荷比可适当减小，此时轴承的 静态载荷利用率较高。
度要求为ＩＳ０
ＶＧ
图８轴承负荷区
Ｆｉｇ．８
Ｂｅ撕ｎｇ
ｌｏａｄ
ａｒｅａ
１５００，并在润滑脂中添加极压添 （２）轴承游隙大小直接影响轴承的载荷分 布、振动、磨损以及运转精度等。游隙选择合适
加剂，高粘度润滑剂还有助于密封。连铸机的润 滑一般采用润滑脂自动配送系统，为各个连铸机
支撑轴承提供润滑脂，其对轴承的润滑特点为泵 送次数频繁，单次输送量相对较少，润滑脂的输 送量通常少于５ ｍＬ，输送频率一般在６～１０次／
Ａｂｓｔｌ愀ｔ：
ｓｅＶｅｒｅ
Ｗａｔｅｒ—ｃｏｏｌｅｄ ｓｐｌ“ｂｅａｒｉｎｇｓ ｗｈｉｃｈ ｗｏｒｋ ｕｎｄｅｒ Ｖｅｒｙ ｓｌｏｗ ｓｐｅｅｄ，ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｅａｖｙ ｌｏａｄ ａｎｄ
ａ
ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｎ ｔｈｅ ｄｒｉＶｉｎｇ ｍＵｓ ｏｆ
ａｒｅ
ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ
轴承座顶部要与板坯有安全距离，如图２左视图 皿所示。同一根驱动轴，若轴承不采用半外圈 结构设计，轴承总高就要加大，为防止接触，就
锈堵塞，轴承座盖板采用不锈钢材质焊接到轴承 座上。通过循环水冷却，轴承温度能保持在６０ ～８０℃左右，大大改善了轴承在高温环境下的运 行条件。剖分调心滚子轴承外罔滚道为球面，水
２０１３№．２
重型机械
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板坯连铸机扇形段驱动辊水冷剖分轴承设计
王长兴１一，陈彦仲１，吉 微１”，曲新静１，郭辉力３
（１．河北银河轴承有限公司，河北邯郸０５６０００；２．邯郸市轧机轴承工程技术研究中心，河北邯郸０５６７００； ３．洛阳大华重型机械有限公司，河南洛阳４７１０００） 摘要：根据连铸机扇形段驱动辊中间支撑轴承的运行工况：极低速、高温、重载、高污染环 境，分析了轴承的结构选型和使用工况，确定选用水冷剖分圆柱滚子轴承。并介绍了该轴承的结构设
Ｆｉｇ．６
图６润滑油路
Ｃｉｒｃｕｌａｒ ｐａｔｈ ｏｆ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｉｌ
万方数据
・５８・
重型机械
水冷剖分式轴承采用多重密封结构，如图２
承当量静负荷，Ｃｏｒ为轴承额定静负荷。轴承负
左视图所示。铜制“迷宫式”密封圈是第一道密 封，采用剖分式结构。安装在铜制“迷宫式”密 封上的密封为利用弹性圈组成的螺旋缠绕迷宫式 密封、氟橡胶唇式密封或者两者组合密封。多重 密封结构使轴承在高温环境中阻止水分、水汽或 氧化铁屑等对轴承的污染，保证润滑及清洁，延 长了轴承寿命。
计、润滑形式及使用情况。冷却水循环设计使得轴承能够在６０—９０℃运转，多重密封结构阻止了外界