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粗中軋機軋輥軸承壽命改進措施
2023-08-25
作者：盧永清，吳春東，趙丁，李錦
（河北鋼鐵股份有限公司）
來源：《軸承》
（版權歸原作者或機構所有）
摘 要：分析了高速線材生產線粗中軋機軋輥軸承過早失效的原因，對軋輥軸承的安裝、密封、潤滑、清洗和檢查等方面提出了相應的技術改進措施。
關鍵詞；軋輥軸承；失效分析；裝配；密封
某公司高速線材生產線的粗中軋區軋機平立交替布置。粗中軋區軋輥軸承由于工作環境惡劣，承受載荷較高，工作溫度較高，所受沖擊頻繁，因而時常出現過早失效，甚至軋輥、軸承座報廢。這不僅影響生產效率，還大大增加了備件消耗，致使企業生產成本上升。為了減少軋輥軸承的過早失效，對軋輥軸承的裝配、使用、維護等進行分析。
1 原因分析
軸承鋼高速線材粗中軋機組選用FC6490240四列圓柱滾子軸承和764H深溝球軸承，其安裝示意圖如圖1所示。
軸承的游隙決定了軸承工作承載區的大小，游隙太大會導致軸承工作承載區偏小，即承載的滾子數量較少，導致軸承壽命降低［1］。在裝配過程中，由于固定絲套設計的缺陷(圖2a)，經常發生鎖緊螺母與固定絲套配合不好，壓不緊軸承的現象，致使軸承內圈軸向竄動，導致軸承的游隙發生變化，進而導致軸承過早失效。
軋輥軸承運轉伴有多種摩擦，其中摩擦嚴重的部位是外滾道承載區。由于徑向游隙的存在，滾子在非承載區處于滾滑狀態［2］。當滾子進入承載區時自轉突然加速，并與滾道發生強烈的摩擦。軸承的承載區還承受著軋鋼的沖擊載荷。滾子與滾道接觸變形引起的滑動摩擦是軸承零件損壞的關鍵因素。因此，軸承的潤滑顯得尤為重要。但由于軋輥軸承的工作環境惡劣，易造成潤滑失效，使軸承內部的接觸表面摩擦磨損加劇，導致軸承過早失效。
密封不良也是造成軸承過早失效的一個主要原因。由于軋輥軸承的工作環境極度惡劣，迷宮環的“迷宮”以及密封端蓋的密封效果不好 (圖3a)，致使外界污物隨著冷卻水侵入軸承座，污染潤滑脂，導致潤滑失效，致使軸承過早失效，嚴重時還會損壞軋輥、軸承座等零件。
2 改進措施
2.1 安裝改進
將防松鉤的材質由Q235鋼改為40Cr鋼，將固定絲套與鎖緊螺母配合的鍵槽由1個改為6個均布，如圖2b所示。軋輥軸承安裝完畢后鎖緊螺母、固定絲套和軸承壓蓋能很好地將內、外圈壓緊。在軋輥軸承裝配完畢后，要整體測量軸向游隙，將其控制在0.45～0.60mm。由于磨損使得軸承游隙發生的變化，可通過增減軸承外圈壓蓋墊片對游隙進行調整，使軸承的游隙始終在合理的范圍。
2.2 密封改進
生產中粗中軋區軋輥軸承工作環境惡劣，理想的軸承密封可以有效延長軋輥軸承的使用壽命，提高設備作業率。因此對密封圈(圖3)與密封端蓋(圖4)進行改進，并在密封端蓋上增加一 道水封(圖5)。改進的密封圈正好可以緊密地包裹住密封端蓋的水封。同時在密封圈的外沿增加一個防水帽(圖3b)，以盡可能減少氧化鐵皮、粉塵等雜物隨冷卻水進入軸承座。
2.3 潤滑改進
制定合理的潤滑周期，定期向軸承補充新潤滑脂，保障軸承的良好潤滑;同時也可將被污染的潤滑脂擠出軸承座，清潔軸承;而且舊脂排出時也可帶走端蓋密封處的污物。
2.4 裝配前的清洗與檢查
(1)每次組裝前，要將軸承、軸承座清洗干凈并疏通油路(用高壓風將油路內積油吹掃干凈，保持油路暢通)。檢查軸承套圈、滾動體及保持架等部件，如發現磨損、劃痕等，應及時更換。檢查J形油封，要確保其無破損且彈性正常。檢查密封端蓋與J形油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J形油封正常工作［3］?
(2)組裝前檢查軸承座內孔磨損情況，包括絕對尺寸和圓柱度。如果尺寸超標，需修復到標準尺寸方可使用。
(3)組裝前檢查軋輥與軸承配合部件的磨損情況，如果尺寸超標，不得投入使用，必須修復到標準尺寸方可使用。
(4)所有軸承壓蓋安裝時，當墊片組調整完畢，必須用密封膠密封，防止軸承進水。
(5)檢查彈性阻尼體是否失效，確保其正常。
3 結束語
通過改進，粗中軋機軋輥軸承的平均使用壽命得到了大幅提高，大大降低了軸承的噸鋼消耗以及熱停機時間，確保了生產的順利運行。
【參考文獻】
［1］萬長森．滾動軸承分析［M］．北京:機械工業出版社，1987:23－26．
［2］房世興?高速線材軋機裝備技術［M］．北京:冶金工業出版社，1997．
［3］周建男．軋鋼機械滾動軸承［M］．北京:冶金工業出版社，2001．
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