馬鋼H型鋼立輥軸承改造

供稿| 阮超，陶煒，王文群/ RUAN Chao, TAO Wei, WANG Wen-qun

馬鋼H型鋼立輥軸承改造

H-Beam vertical roll bearing in MA STEEL

供稿| 阮超，陶煒，王文群/ RUAN Chao, TAO Wei, WANG Wen-qun

馬鋼H型鋼廠小H型鋼生產(chǎn)線于2005年2月投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)量為50萬t，可生產(chǎn)最大規(guī)格為400 mm×200 mm的H型鋼。軋機為意大利達涅利公司設(shè)計制造。

立輥軸承設(shè)計使用壽命為過鋼量8萬t（在線時間約為400 h）。而在實際使用過程中，平均使用壽命僅為過鋼量2萬t。軋機軸承作為生產(chǎn)線的核心零部件，頻繁損壞必然帶來意外停機的風險，增加采購和維護的成本。因此，對立輥軸承使用壽命進行專題的分析和改進，就顯得尤為重要。

原因分析

現(xiàn)場使用環(huán)境對軸承壽命的理論影響

為了更精密地計算軸承壽命，需要對基本額定壽命的計算方法做些修正。因為軸承工作過程中，除了軸承所受的載荷外，其他一些因素，如潤滑，污染程度，周圍環(huán)境條件等都會對軸承的壽命產(chǎn)生很大的影響。

軸承疲勞壽命損壞的分析

從現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的軸承損壞均為疲勞損壞，因此進行軸承的高級疲勞壽命計算，以找到更深層次的損壞原因就顯得尤為必要了。高級疲勞壽命不僅考慮軸承的載荷，潤滑及污染系數(shù)，它還考慮軸承游隙、接觸應(yīng)力對壽命的影響。

結(jié)合實際的軋制力數(shù)據(jù)，使用有限元分析軟件通過計算可以得到以下結(jié)論：當軸承安裝完成以后的游隙為0.05 mm時，此軸承的壽命最長。

優(yōu)化改進方案

改善現(xiàn)場潤滑及清潔度情況

進一步嚴格控制現(xiàn)場油氣潤滑的量化控制。使用油品更改為ESO EP320，潤滑量為80 cm3/h，連續(xù)進行潤滑。推薦使用過濾比β=75，固體污染物程度為ISO-19/16的濾網(wǎng)。

控制軸承安裝后的游隙

軸承安裝后的游隙可以表述為：ΔPd=Pd+Δs+Δh

其中Pd=軸承安裝前游隙

Δs=軸承外圈的縮小量

Δh=軸承內(nèi)圈的縮小量

軸承的工作游隙除了與安裝前游隙、配合公差有關(guān)外，還與軸承工作時內(nèi)外圈溫差有關(guān)。由于每個軸承座的實際尺寸均不相同，需要在現(xiàn)場首先對每一個軸承座進行測量。根據(jù)實測數(shù)值，計算出安裝前的游隙值，最后換算成軸承中的隔圈尺寸，對隔圈進行磨削。

在安裝過程中應(yīng)注意，軸承與隔圈的匹配。同時在最終安裝前應(yīng)再次換算確認游隙是否正確。

軸承壓力角的控制

與軸承供應(yīng)商最次確認，并要求對方按照壓力角α =12.5°提供新的軸承。并提供最新更改的圖紙。

結(jié)束語

針對H型鋼廠小H型鋼生產(chǎn)線立輥軸承的優(yōu)化改造達到了預(yù)期的效果。改造后立輥軸承平均使用壽命達到了7萬t，使用壽命提高一倍以上，馬鋼年直接經(jīng)濟受益約為人民幣200萬元。同時解決了長期困擾H型鋼的成產(chǎn)隱患，進而減少了安裝和維護成本，為小H型鋼的安全高效運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。最后為軸承使用中遇到此類問題提供了有益的經(jīng)驗，對國內(nèi)同類H型鋼同行有一定的借鑒意義。

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