耳轴磨损分析

1、1耳轴磨损分析梅山炼铁厂100t铁水罐如图1所示，36只铁水罐由于使用年久，正常生产时耳轴表面与吊钩内衬频繁接触、挤压，导致耳轴表面凹凸不平,耳轴局部与吊钩接触位置磨损严重，导致耳轴与原中心偏心。图1100缺水球外形1体；2轴；3一轴;4/卜轴当耳轴摩擦副产生相对运动时，软基材料表面较粗大的凸起由于粘着磨损而产生脱落，形成较硬的粗大磨粒；同时耳轴表面也由于粘着磨损产生了高硬度的细小磨粒。两种磨粒滞留在接触区内共同参与磨粒磨损。在摩擦副中粗大磨粒承受了大部分载荷，仅有极少部分高硬度细小磨粒参与磨料磨损。由于粗大磨粒硬度小于耳轴表面硬度。因此粗大磨粒对耳轴磨损作用很小，耳轴磨损速度显著降低。实践证

2、明，由于耳轴处于高温辐射区，油脂润滑失效，耳轴磨损相当严重，并多次发生耳轴表面大面积拉伤。36只铁水罐耳轴原直径为小310mm磨损后其直径分布为小260mm小280mm不等，铁水罐中心线偏离原中心线1020mm从而导致铁水罐不能安全使用。而且，耳轴表面凹凸不平也加速对铁水罐吊钩衬瓦的磨损。因此必须对耳轴的强度进行校核，并采取相应表面修复措施修复铁水罐耳轴。2耳轴强度的校核铁水罐使用时，耳轴主要受弯矩，通过受力分析，如图2所示以最大应力计算轴径。耳轴安全系数n取为12。钢包装满钢水的重量125t,龙门钩距离3620mm内圆小310mm厚为180mm35#钢的许用应力b/=260/12=21.67

3、X1PaId/2d/2式中W抗弯截面系数，mm3;Iz耳轴白转动惯量,mm4;d耳轴直径,mm。图2铁水舞耳轴受力分析断面处最大弯矩式中Q钢水包总重量；L耳轴长度，L=180mm。Jax三弘/TF分别代入数值得：W4=%咿沏=173年nJJet耳轴最小轴径dmin：“'J爰霁管刈=2987mmdmin>260280mm强度计算表明，铁水罐耳轴现有的直径已不能满足安全生产需要。必须对耳轴表面修复或者对耳轴部分整体更换。耳轴部分整体更换时需核算新耳轴与罐体连接处的焊缝强度，下面针对焊缝进行强度校核。3焊接强度核算包休谢板图3更换耳轴时焊接结构针对更换耳轴的方案，以剪应力校核耳轴焊缝强

4、度nPal式中P焊缝拉力,P=Q/2=680kN;a角焊缝的计算厚度,a=0.7K;K焊缝高度,取为25mm;l焊缝长度；n安全系数,12;Q钢水包总重量。35#钢的许用剪应力为118MPa代入公式计算得焊缝的最短长度。而耳轴所在的位置由于枢轴位置的干涉不能平铺395mmfc焊缝。上面的计算表明100t铁水罐采用耳轴部分整体更换的方案不能满足安全要求。只能采用耳轴表面堆焊修复耳轴磨损量。4耳轴堆焊及热处理1）找如图1所示耳轴轴心，以两枢轴2的中心位置为基准，在耳轴外圆面上确定耳轴的上下中心线、左右中心线。以这两条中心线为基准可以定出耳轴表面所要堆焊的高度。2）焊前准备。用磁粉探伤仪与超声波探测

5、仪分别对耳铀表面及内部，尤其是对耳铀与罐体连接过渡圆弧处进行探伤检查，确保焊前无裂纹。若耳铀内部有裂纹打磨至无裂纹时再行施焊。焊条经300350c烘箱，烘干12h后使用。焊前应将罐倒放，使罐底向上，修复面向上，可以方便焊接；用砂轮抛光机对修复部分进行彻底除锈和打磨处理。铁水躅中心缓图4耳轴外网柱堆炸位置3）堆焊。以耳轴两条中心线为定位找正，与堆焊样板配合确定耳轴每个部位堆焊量。用507焊条堆焊至图4所示位置。4）焊后处理图5退火工艺图堆焊完成后，用角向砂轮机、电磨头、砂轮抛光机对堆焊面修磨，并用样板控制最终尺寸，过渡圆角特别是耳轴与罐体连接过渡圆弧处修磨达图纸要求。分别用磁粉、超声波探测仪进行检测，确保焊后耳轴无裂纹。残余应力会引起钢件在使用一定时间以后，或在随后的切削加工中产生变形或裂纹。耳轴退火主要用来消除堆焊造成的残余应力、细化金相组织。采用局部退火装置：制作一钢筒，钢筒内、外衬石棉，内盘电热丝；钢筒一端开口，套在耳轴上开口部与包体焊接固定；退火时钢筒四周覆石棉，钢包内耳轴位置覆石棉；对每只铁水罐退火过程严格按照图5所示温度曲线要求。5结论通过对铁水罐耳轴强度校核以及焊缝强度核算，对这种型号的100t铁水罐采用更换耳