АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕХАНИКИ КОНТАКТА БАНДАЖА И ОПОРНЫХ РОЛИКОВ ВРАЩАЮЩИХСЯ ПЕЧЕЙ

Изложены основы конструкции вращающихся печей, широко используемых при переработке и подготовке различного сырья и материалов. Показано, что слабым местом конструкции вращающихся печей являются опорные ролики, которые несут всю нагрузку печи и изначально изготовлены из менее прочной стали, чем контактирующий с ними бандаж. Фактически в самой конструкции заложена возможность периодической замены «расходной части» – опорного ролика. Однако для промышленника любой простой оборудования приводит к экономическим потерям. Поэтому была сформулирована цель: повысить долговечность опорных роликов без существенного изменения конструкции печи. Для этого первоначально, с позиции контактной механики, были изучены основы взаимодействия поверхностей опорного ролика и бандажа вращающейся печи. Приведены расчетные модели для различных вариантов контактирования этих деталей. Изучена силовая модель контакта поверхностей опорного ролика и бандажа. Определены максимальные нормальные и касательные напряжения в зоне контакта, на его границе и за ее пределами. При этом в зоне контакта поверхностей ролика и бандажа происходят сложные процессы, в частности, микропроскальзование и скольжение, что обусловлено различием в диаметрах вращающихся тел и разницей в уровне их механических свойств. Микропроскальзывание является одним из источников фреттинг-коррозии. Однако наиболее существенный износ происходит в результате механического взаимодействия и изменения структуры поверхностного слоя с постепенным накоплением в нем различного рода дефектов кристаллического строения, обусловленных пластическим деформированием поверхностного слоя контактирующих деталей. Показано, что существенное влияние на процесс изнашивания опорных роликов оказывают не только механические и эксплуатационные свойства материала, из которого они изготовлены, но и смещения пятна контакта при работе печи. Смещение может быть угловым или линейным, а в реальных условиях чаще всего комбинированным, оно обусловлено температурным расширением / сжатием металла конструкции и условиями работы вращающейся печи.

вращающиеся печи, опорные ролики, бандаж, пятно контакта, износ, пластическая деформация, поверхностный слой