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降低高線粗中軋機(jī)軋輥軸承消耗的措施

2012-09-29

作者：王凱　彭光輝　李士永
（唐山鋼鐵股份有限公司）
　　摘　要：分析了高速線材生產(chǎn)線上粗中軋機(jī)軋輥軸承損壞的原因，并針對軋輥軸承的組裝、清洗、檢查、使用和維護(hù)等方面提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。實(shí)踐表明，改進(jìn)后該軸承的平均使用壽命由原產(chǎn)鋼12萬t提高到20萬t。
　　1　前言
　　唐山鋼鐵股份有限公司第2條國產(chǎn)高速線材生產(chǎn)線于2000年6月投產(chǎn)。因發(fā)展需要于2003年3月對該生產(chǎn)線進(jìn)行了技術(shù)改造。現(xiàn)粗中軋機(jī)共13架，其中粗軋9架、中軋4架，全部水平布置。軋機(jī)采用高強(qiáng)度牌坊式機(jī)架。該生產(chǎn)線原設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為45萬t，通過強(qiáng)化設(shè)備管理、不斷完善軋制工藝，并進(jìn)行品種開發(fā)，截止2005年，其年產(chǎn)量已達(dá)到60萬t。
　　但生產(chǎn)中粗中軋部分軋輥軸承（軸承型號和實(shí)際工況見表1）工作環(huán)境惡劣：溫度高、沖擊頻繁、負(fù)荷高、污染嚴(yán)重，因而時(shí)常發(fā)生燒軸承事故，導(dǎo)致被迫停機(jī)，甚至軋輥報(bào)廢，不僅影響了軋機(jī)作業(yè)率，還大大增加了企業(yè)制造成本。為減少軋輥軸承事故性損壞，降低噸鋼軸承消耗，在軋輥軸承的裝配、使用、維護(hù)等方面進(jìn)行了不斷探索，取得了良好效果。
　　2　原因分析及改進(jìn)措施
　　2.1原因分析
　　軋輥軸承運(yùn)轉(zhuǎn)伴有多種摩擦，其內(nèi)摩擦Z嚴(yán)重的部位是外圈滾道負(fù)荷區(qū)，軸承存在徑向游隙，滾子只在負(fù)荷區(qū)滾動(dòng)，非負(fù)荷區(qū)的滾子處于半滾半滑狀態(tài)[1]。當(dāng)滾子一旦進(jìn)入負(fù)荷區(qū)后自轉(zhuǎn)突然加速，在增速的過程中滾子與軌道的摩擦較強(qiáng)烈，同時(shí)在這一區(qū)域承受著軋鋼的沖擊負(fù)荷。滾子與滑道接觸變形引起的滑動(dòng)摩擦是軸承零件損壞的關(guān)鍵因素。在潤滑不良的情況下，零件的表面粗糙度逐漸加大，磨損更加嚴(yán)重，Z終導(dǎo)致軸承損壞；軋輥軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，軸承內(nèi)圈與軋輥軸之間、軸承外圈與軸承座內(nèi)孔之間相對“爬行”，輥頸表面與軸承端面的惡性摩擦發(fā)熱，都會造成軸承燒毀事故;密封不良也是造成軸承過早損壞的一個(gè)主要原因。如果外界污物侵入軸承座，Z先污染的是靠近外側(cè)的潤滑脂，進(jìn)而是軸承零件表面出現(xiàn)磨損，隨污物的增加，磨損不斷擴(kuò)大，Z終導(dǎo)致套圈開裂、軸承損壞。這些事故嚴(yán)重時(shí)還會報(bào)廢軋輥、軸承座等零件。
　　2.2改進(jìn)措施
　　2.2.1組裝
　　經(jīng)不斷摸索，確立了軋輥軸承組裝標(biāo)準(zhǔn)：
　　(1)第1次使用的軸承，組裝完畢后，要整體測量軸向游隙，并將其控制在0.45～0.70mm之間，并要求鎖母和軸承壓蓋將內(nèi)外套壓緊，防止“爬行”。
　　(2)再次使用的軸承，由于磨損等原因，軸承精度下降，但組裝后仍應(yīng)將軸向游隙控制在0.45～0.70mm之間，特殊情況下可放大至0.45～0.80mm，可通過增減軸承外套壓蓋墊片實(shí)現(xiàn)游隙的調(diào)整。
　　2.2.2清洗與檢查
　　(1)每次組裝前，要將軸承、軸承座清洗干凈并疏通油路，用高壓風(fēng)將油路內(nèi)積油吹掃干凈，保持油路暢通。檢查軸承內(nèi)外套、滾動(dòng)體及保持架等部件，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)更換。根據(jù)外圈負(fù)荷區(qū)的磨損情況旋轉(zhuǎn)角度，一般每次旋轉(zhuǎn)約90°檢查。型圈、唇型密封等部位，要確保其無破損且彈性正常。檢查軸承壓蓋與唇型密封接觸部位表面光潔度及磨損情況，要求表面光滑無缺陷，磨損程度小于1.2mm，保證唇型密封正常工作且壓下量正常(30%～40%)[2]。
　　(2)組裝前檢查軸承座內(nèi)孔磨損情況，包括尺寸和圓柱度。如Φ600mm內(nèi)孔直徑超過標(biāo)準(zhǔn)0.35mm，Φ560mm、Φ450mm內(nèi)孔直徑超過標(biāo)準(zhǔn)0.30mm，Φ380mm內(nèi)孔直徑超過標(biāo)準(zhǔn)0.20mm，則不得投入使用，待修復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸后方可再次使用。4種軸承座內(nèi)孔Z大直徑與Z小直徑超過0.20～0.30mm，不得投入使用，待修復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸后方可使用。
　　(3)組裝前，檢查大輥輥頸軸承部位磨損情況，Φ560mrn軋輥尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)0.50mm，Φ450mm軋輥尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)0.40mm，Φ380mm軋輥尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)0.30mm，不得投入使用，必須修復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸后方可使用(中380mm軋輥可采用加密封固持膠的方法補(bǔ)救)。
　　(4)所有軸承壓蓋安裝時(shí)，當(dāng)墊片調(diào)整完畢，必須用密封膠密封，防止軸承進(jìn)水。
　　(5)無論用何種方法加熱軸承，加熱溫度不得超過120℃。
　　(6)檢查彈性膠體是否失效，確保其正常。
　　2.3 使用與維護(hù)
　　軸承的正確使用與維護(hù)是降低軋輥軸承消耗的必要條件，在此方面要注意2點(diǎn)：
　　(1)軸承座應(yīng)具有調(diào)心性，以避免軋輥撓曲變形而使軸承受到偏載。經(jīng)常檢查并調(diào)整牌坊窗口襯板基面，保持軸承座內(nèi)孔軸線與之平行，還要經(jīng)常檢查軸承座內(nèi)孔圓柱度，保證軸承處于較好的受力狀態(tài)。若窗口基面襯板調(diào)整不當(dāng)，則會使兩軋輥軸線不平行，軸線夾角越大，軋鋼時(shí)產(chǎn)生的軸向力越大。軸向沖擊力不但會損壞定位軸承，有時(shí)還會使軸承座壓蓋變形，甚至頂斷緊固螺栓。為減少軸向沖擊力，要經(jīng)常檢查軸承座是否壓緊，尤其是操作側(cè)軸承座與牌坊間要實(shí)現(xiàn)軸向無間隙固定。同時(shí)要盡量減少傳動(dòng)側(cè)軸承座與牌坊窗口的間隙，以減緩傳動(dòng)軸跳動(dòng)對軸承產(chǎn)生的沖擊。為減少軸向沖擊，對軋輥軸向固定裝置進(jìn)行了改進(jìn)，由原來的開門式改為螺栓緊固的壓板式。不僅簡便了操作，還確保了軋輥軸承的軸向壓緊。
　　(2)潤滑不良是軸承過早損壞的另一重要原因，在軸承裝配后已根據(jù)要求加入了潤滑脂。由于換輥周期大于潤滑脂的更換周期，因此在生產(chǎn)期間應(yīng)定期向軸承補(bǔ)充新潤滑脂。其目的，一是保障軸承的良好潤滑；二是將被污染的潤滑脂擠出軸承座，清潔軸承；三是舊脂排出時(shí)可帶走密封處的污物，由新脂潤滑密封件，保證密封效果。經(jīng)摸索后確定的補(bǔ)脂周期為：1#～6#機(jī)架為4天1個(gè)周期，7#～10#機(jī)架為3天1個(gè)周期，11#～13#機(jī)架為2天1個(gè)周期。每月消耗脂60桶(每桶25k)，夏季略多些。另外，還要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，如擠出廢油脂污染程度，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音、測量溫度等進(jìn)行調(diào)整。潤滑脂采用1#極壓鋰基脂，其特點(diǎn)是耐高負(fù)荷、耐高溫、機(jī)械安定性好、抗水性好、使用溫度在﹣20～120℃[3]。實(shí)踐證明，小劑量的連續(xù)補(bǔ)脂是線材粗中軋機(jī)軋輥軸承Z理想的脂潤滑方式，可有效地提高軸承的使用壽命，降低軋輥軸承的消耗。
　　3　結(jié)語
　　通過不斷地摸索，改進(jìn)了軋輥軸承的裝配、使用、維護(hù)等工作。該生產(chǎn)線粗中軋機(jī)軋輥軸承的平均使用壽命已由原來12萬t鋼提高到20萬t。大大降低了軸承的噸鋼消耗，軋機(jī)軸承的無憂運(yùn)轉(zhuǎn)不僅保證了生產(chǎn)的順利運(yùn)行，還帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]房世興.高速線材軋機(jī)裝備技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1997.
　　[2]周建男.軋鋼機(jī)械滾動(dòng)軸承[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2001.
　　[3]蘇玉達(dá).軋輥軸承的脂潤滑[J].軋鋼，1998，15(1)：42-44.
來源：《軋鋼》　2006年　第4期