涂機涂輥軸承改型的分析及應(yīng)用

康海林

（攀鋼集團成都板材有限責(zé)任公司，四川 成都 610300）

一、涂機軸承存在的問題

彩色涂層生產(chǎn)線是專門用于對冷軋板、熱鍍鋅板、高鋁合金板、不銹鋼板等材料表面進(jìn)行連續(xù)漆料涂裝的機組裝備。攀鋼的彩色涂層生產(chǎn)線采用的是兩輥式底涂和三輥式精涂正面、兩輥式精涂背面的涂敷方式。在進(jìn)行膜厚控制作業(yè)過程中，其他參數(shù)都最大優(yōu)化后，為了獲得較薄的干膜厚度，同時減少稀釋劑的使用費用，采用增大輥壓的方式來控制膜厚，并取得較好的效果。但是同時也帶來了一些問題，主要是來自設(shè)備方面：精涂機掛料輥、涂輥軸承頻繁損壞，對正常生產(chǎn)產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的影響。原設(shè)計的軸承為帶座外球面調(diào)心球軸承UCC211，由日本NSK生產(chǎn)，采用增大輥壓的工藝后，生產(chǎn)涂料費用下降了，但軸承平均每月消耗12套左右，而主要損壞軸承的輥子只有四根，即占用八套軸承，這使得備件及維修費用增加，并影響產(chǎn)品質(zhì)量。鑒于這種情況，亟需解決涂輥軸承頻繁損壞問題。

二、改進(jìn)措施

通過記錄精涂機背涂輥和面涂輥的壓力，得出壓力數(shù)據(jù)，且對比壓力數(shù)值和軸承損壞頻率可以看出，在壓力大的時間段內(nèi)，軸承更換頻率相對較高，在壓力小的時間段內(nèi)軸承更換頻率相對較低，而且軸承大部分為內(nèi)圈沿徑向斷裂。

根據(jù)機組運行參數(shù)可以做以下計算，得出軸承的理論壽命：設(shè)機組運行速度為60m/min，輥速比為1.06，輥徑為215mm，可得：輥子轉(zhuǎn)速＝94.2r/min。

已知球軸承UC211的額定動載荷為C=29.2kN，根據(jù)軸承壽命計算公式：L10=(C/P)ε，球軸承ε＝3，滾子軸承ε＝10/3。當(dāng)輥壓按原設(shè)計壓力5～8kN狀況下運行時，P=5kN時：L10=(29.2/5)3＝199 176 704（r），相當(dāng)于連續(xù)工作1 468.3天。

而在實際使用中，軸承載荷達(dá)到20kN的力，在此工況下，P=20kN時：L10=(29.2/20)3＝3 112 136（r），相當(dāng)于連續(xù)工作22.9天。

因為裝配精度等其他各方面的原因，軸承的實際使用壽命只有2～3天。最終決定對該軸承進(jìn)行換型改造。

根據(jù)實際工況，選用如圖1所示的結(jié)構(gòu)，即圓錐孔軸承配合緊定襯套、止動墊圈和圓螺母緊固的組合形式，實現(xiàn)軸承在光軸上的定位緊固。軸承型號為21312CK+H312的軸承加緊定襯套。下面進(jìn)行軸承的理論壽命校核。

圖1

軸承21312CK的徑向基本額定動載荷C=211kN，根據(jù)軸承壽命計算公式：L10=(C/P)ε，21312CK為滾子軸承，ε取10/3，當(dāng)輥壓力20kN時，即P=20kN：L10=(C/P)ε=(211/20)10/3＝2 575 381 265（r），相當(dāng)于軸承連續(xù)工作18 985.77天，即52年。

三、取得的成效

2008年3月完成對背涂掛料輥（鋼輥）軸承換型改造后，通過3年的使用，沒有發(fā)生損壞現(xiàn)象，而且旋轉(zhuǎn)精度及其他性能參數(shù)均滿足生產(chǎn)工藝要求。

軸承壽命在改造前為2～3天，預(yù)計改造后實際平均使用壽命為兩年。僅此項軸承消耗節(jié)省的經(jīng)濟效益即為近6萬元。改造后，背涂提升輥可恢復(fù)原較低的位置，使得帶鋼在背涂輥上的包角達(dá)到設(shè)計要求，基本可以杜絕因帶鋼板型不好造成背涂漏涂的缺陷。同時，生產(chǎn)中對漆膜厚度控制調(diào)節(jié)較簡單，通過調(diào)整輥壓即可，對油漆黏度要求降低，涂料中稀釋劑的含量也可適當(dāng)降低，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，有效降低了生產(chǎn)成本。

[1]朱立，徐小連.彩色涂層鋼板技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2]成大先.機械設(shè)計手冊（第2卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[3]機械工業(yè)信息研究院，洛陽軸承研究所.軸承[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.