作者：盧永清，吳春東，趙丁，李錦
（河北鋼鐵股份有限公司）
來(lái)源：《軸承》
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摘 要：分析了高速線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)粗中軋機(jī)軋輥軸承過(guò)早失效的原因，對(duì)軋輥軸承的安裝、密封、潤(rùn)滑、清洗和檢查等方面提出了相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞；軋輥軸承；失效分析；裝配；密封
某公司高速線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)的粗中軋區(qū)軋機(jī)平立交替布置。粗中軋區(qū)軋輥軸承由于工作環(huán)境惡劣，承受載荷較高，工作溫度較高，所受沖擊頻繁，因而時(shí)常出現(xiàn)過(guò)早失效，甚至軋輥、軸承座報(bào)廢。這不僅影響生產(chǎn)效率，還大大增加了備件消耗，致使企業(yè)生產(chǎn)成本上升。為了減少軋輥軸承的過(guò)早失效，對(duì)軋輥軸承的裝配、使用、維護(hù)等進(jìn)行分析。
1 原因分析
軸承鋼高速線(xiàn)材粗中軋機(jī)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(qū)的大小，游隙太大會(huì)導(dǎo)致軸承工作承載區(qū)偏小，即承載的滾子數(shù)量較少，導(dǎo)致軸承壽命降低［1］。在裝配過(guò)程中，由于固定絲套設(shè)計(jì)的缺陷(圖2a)，經(jīng)常發(fā)生鎖緊螺母與固定絲套配合不好，壓不緊軸承的現(xiàn)象，致使軸承內(nèi)圈軸向竄動(dòng)，導(dǎo)致軸承的游隙發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致軸承過(guò)早失效。
軋輥軸承運(yùn)轉(zhuǎn)伴有多種摩擦，其中摩擦嚴(yán)重的部位是外滾道承載區(qū)。由于徑向游隙的存在，滾子在非承載區(qū)處于滾滑狀態(tài)［2］。當(dāng)滾子進(jìn)入承載區(qū)時(shí)自轉(zhuǎn)突然加速，并與滾道發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦。軸承的承載區(qū)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(dòng)摩擦是軸承零件損壞的關(guān)鍵因素。因此，軸承的潤(rùn)滑顯得尤為重要。但由于軋輥軸承的工作環(huán)境惡劣，易造成潤(rùn)滑失效，使軸承內(nèi)部的接觸表面摩擦磨損加劇，導(dǎo)致軸承過(guò)早失效。
密封不良也是造成軸承過(guò)早失效的一個(gè)主要原因。由于軋輥軸承的工作環(huán)境極度惡劣，迷宮環(huán)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(rùn)滑脂，導(dǎo)致潤(rùn)滑失效，致使軸承過(guò)早失效，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞軋輥、軸承座等零件。
2 改進(jìn)措施
2.1 安裝改進(jìn)
將防松鉤的材質(zhì)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(gè)改為6個(gè)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(nèi)、外圈壓緊。在軋輥軸承裝配完畢后，要整體測(cè)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(fā)生的變化，可通過(guò)增減軸承外圈壓蓋墊片對(duì)游隙進(jìn)行調(diào)整，使軸承的游隙始終在合理的范圍。
2.2 密封改進(jìn)
生產(chǎn)中粗中軋區(qū)軋輥軸承工作環(huán)境惡劣，理想的軸承密封可以有效延長(zhǎng)軋輥軸承的使用壽命，提高設(shè)備作業(yè)率。因此對(duì)密封圈(圖3)與密封端蓋(圖4)進(jìn)行改進(jìn)，并在密封端蓋上增加一 道水封(圖5)。改進(jìn)的密封圈正好可以緊密地包裹住密封端蓋的水封。同時(shí)在密封圈的外沿增加一個(gè)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(jìn)入軸承座。
2.3 潤(rùn)滑改進(jìn)
制定合理的潤(rùn)滑周期，定期向軸承補(bǔ)充新潤(rùn)滑脂，保障軸承的良好潤(rùn)滑;同時(shí)也可將被污染的潤(rùn)滑脂擠出軸承座，清潔軸承;而且舊脂排出時(shí)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(fēng)將油路內(nèi)積油吹掃干凈，保持油路暢通)。檢查軸承套圈、滾動(dòng)體及保持架等部件，如發(fā)現(xiàn)磨損、劃痕等，應(yīng)及時(shí)更換。檢查J形油封，要確保其無(wú)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(wú)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(nèi)孔磨損情況，包括絕對(duì)尺寸和圓柱度。如果尺寸超標(biāo)，需修復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，不得投入使用，必須修復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸方可使用。
(4)所有軸承壓蓋安裝時(shí)，當(dāng)墊片組調(diào)整完畢，必須用密封膠密封，防止軸承進(jìn)水。
(5)檢查彈性阻尼體是否失效，確保其正常。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)改進(jìn)，粗中軋機(jī)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(jī)時(shí)間，確保了生產(chǎn)的順利運(yùn)行。
【參考文獻(xiàn)】
［1］萬(wàn)長(zhǎng)森．滾動(dòng)軸承分析［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1987:23－26．
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［3］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．
