步進(jìn)式冷床升降機(jī)構(gòu)偏心輪滾動軸承頻繁損壞的解決

陳忠華，馬冬冬，岳雨龍

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司設(shè)備檢修公司，安徽馬鞍山 243000）

1 引言

馬鋼第三鋼軋總廠方坯連鑄機(jī)冷床傳動機(jī)構(gòu)中，升降偏心輪滾動軸承的頻繁損壞，且滾動軸承更換難度大，耗時長，無法使用生產(chǎn)間隙時間完成損壞軸承的更換。這個問題一直困擾著業(yè)主和我公司負(fù)責(zé)該處設(shè)備保產(chǎn)的人員。為了有效地解決軸承頻繁損壞現(xiàn)象和在有限的時間內(nèi)完損壞軸承的更換，我公司相關(guān)人員和業(yè)主方進(jìn)行多次的溝通和交流，決定從設(shè)備本身和更換工藝兩個方面來解決問題。通過本次檢修的實(shí)踐，成功地解決了此問題。

2 現(xiàn)狀及原因分析

2.1 步進(jìn)式冷床軸承部分現(xiàn)狀

不論是六機(jī)六流還是四機(jī)四流，其拉出的鋼坯都必須由冷床進(jìn)行冷卻和傳輸。步進(jìn)式冷床是由許多個V形板和B形板，并將其固定在立柱上，而立柱又固定在橫梁上，橫梁靠裝在傳動軸上的連桿來支撐，連桿是通過軸承裝配在傳動軸的偏心輪上。冷床在工作時，是依靠一根主傳動軸通過偏心輪來實(shí)現(xiàn)的，主傳動軸上一共裝有8個偏心輪，偏心輪上裝有連桿，連桿是通過裝在偏心輪的軸承進(jìn)行前后往復(fù)運(yùn)動的，它所采用的是滾動軸承，其內(nèi)徑為500 mm，外徑為800 mm，寬度為280 mm，12組軸承承載著冷床本體和方坯，其重量至少有上千噸，而且環(huán)境溫度非常高，氧化鐵皮到處都是，長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，造成滾動軸承損壞，影響到生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

根據(jù)現(xiàn)場觀察，由于塵埃、異物的侵入，潤滑不到位，滾道與滾道體相對運(yùn)動時會引起表面磨損，磨損的結(jié)果使軸承游隙增大，振動及噪聲也隨機(jī)增大。同時由于交變載荷的作用，首先在表面下一定深度處（最大剪應(yīng)力處）形成裂紋，繼而擴(kuò)展到接觸表面，最終造成滾動軸承的內(nèi)外滾道和滾動體表面發(fā)生嚴(yán)重破裂。自從1994年步進(jìn)式冷床投產(chǎn)以來，共更換滾動軸承6起，給生產(chǎn)造成巨大影響。更換時間統(tǒng)計見表1。

表1 步進(jìn)冷床滾動軸承更換時間統(tǒng)計表

2.2 原因分析

目前滾動軸承損壞率較高,由于滾動軸承自身的結(jié)構(gòu)及其與軸的配合關(guān)系，導(dǎo)致其更換（拆除和安裝）較困難，需要較長的時間，嚴(yán)重影響著生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。為了徹底解決步進(jìn)式冷床升降機(jī)構(gòu)偏心輪軸承損壞對正常生產(chǎn)的影響問題，我們從設(shè)備自身（滾動軸承）的優(yōu)缺點(diǎn)及設(shè)備更換施工工藝兩個方面來分析該問題。

2.2.1 設(shè)備自身原因分析

目前偏心輪的軸承采用滾動軸承，我們從滾動軸承自身的特點(diǎn)和冷床下部的環(huán)境（滾動軸承工作環(huán)境）特點(diǎn)來分析該問題。滾動軸承及其工作環(huán)境特點(diǎn)對比如表2所示。

表2 滾動軸承滑動軸承特點(diǎn)及其與工作環(huán)境對比表

從表2可以看出，兩者明顯的差別是在受沖擊能力方面，而它們的工作部位偏心輪正是受沖擊載荷大的地方。這也是滾動軸承經(jīng)常被破壞性損壞的原因所在，于是我們同業(yè)主一致決定將原滾動軸承改為剖分式滑動軸承（見圖1）。

圖1 剖分式滑動軸承示意圖

2.2.2 兩種軸承比較

步進(jìn)式冷床升降機(jī)構(gòu)偏心輪軸承由滾動軸承改為剖分式滑動軸承，不僅增強(qiáng)了該機(jī)構(gòu)承受沖擊載荷的能力，提高了軸承的使用壽命，降低了設(shè)備的故障率，同時為今后設(shè)備的維檢帶來了方便，大大縮短了該軸承的更換時間，保障了連鑄生產(chǎn)線的順利運(yùn)行。下面就兩種軸承更換工藝進(jìn)行對比就可以看出滾動軸承改為剖分式滑動軸承的優(yōu)點(diǎn)。

3 設(shè)備更換施工工藝

剖分式滑動軸承更換工藝（由原滾動軸承更換為剖分式滑動軸承）。

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）拆除主軸上擋氧化鐵皮的所有護(hù)板。

（2）主軸位于冷床下方，把提升(步進(jìn))偏心輪四周凹槽及周邊的氧化鐵皮和油污清理干凈。

（3）確定停機(jī)位置,將提升偏心輪轉(zhuǎn)動到最高位后,即看固定偏心輪的鍵朝上就可以了，然后分別用2只2 t葫蘆將步進(jìn)大連桿或升降大連桿兩端分別固定好。

（4）拆除靠近偏心輪側(cè)的主軸旁軸承座上蓋及潤滑油管等,將冷床主軸上偏心輪原滾動軸承割除清理干凈。

3.2 用氣焊割除原開裂已損壞的滾動軸承

（1）將提升(步進(jìn))大連桿固定牢后，以主軸為基準(zhǔn)測量出原滾動軸承內(nèi)圈升降凸輪面和外圈升降連桿內(nèi)圓的相對位置尺寸及公差數(shù)據(jù)。

（2）利用氣焊割刀將偏心輪壓蓋螺栓全部割除，去除偏心輪兩側(cè)壓蓋并吊移走。

（3）讓有經(jīng)驗的氣焊工人用割刀將偏心輪外滾動軸承內(nèi)圈和提升大連桿內(nèi)滾動軸承外圈割除，必須確保不能燒壞提升(步進(jìn))大連桿的內(nèi)圈表面和偏心輪升降凸輪的外圈表面，并將軸頸、連桿內(nèi)清理干凈，疏通油路使?jié)櫥轿弧?/p>

（4）再一次清理現(xiàn)場,待工件冷卻后，復(fù)合位置尺寸，如有變化進(jìn)行適當(dāng)微調(diào)整，同時進(jìn)行新滑動軸承裝配前的裝配尺寸鏈復(fù)測、檢查、確認(rèn)，對安裝面進(jìn)行修理、打磨、去毛刺。

3.3 剖分式滑動軸承安裝

（1）將滑動軸承的兩件內(nèi)襯先擺放到升降凸輪上，加油后再將內(nèi)圈下瓦合上，再將外圈下瓦重疊裝配就位，輕輕推入偏心輪凸輪與升降大連桿間。

（2）然后用葫蘆拉著內(nèi)圈和外圈下瓦吊裝孔M16的螺栓收緊，同時兩位鉗工用兩根銅棒順著收緊方向?qū)?nèi)圈和外圈下瓦慢慢敲擊由上翻入下面，使內(nèi)圈和外圈下瓦裝配到正常位置并讓兩件內(nèi)襯和內(nèi)圈和外圈兩塊下瓦平齊。

（3）同樣安裝另兩片內(nèi)襯后裝配滑動軸承的內(nèi)圈上瓦，要使內(nèi)襯的外槽攘入上瓦內(nèi)圈的凹槽中，因為這時外圈上瓦還未裝配留有外圈上瓦的90 mm空間，加耐高溫潤滑油。

（4）用銅棒輕輕敲擊、安裝推入滑動軸承的外圈上瓦進(jìn)入升降大連桿內(nèi)圈與內(nèi)圈上瓦外之間，讓其軸向裝配到位，然后用內(nèi)六角扳手裝配兩側(cè)的鎖緊圈并按技術(shù)要求擰緊。

（5）最后將兩側(cè)擋蓋安裝壓緊，用M24穿芯螺栓緊固，并加油，將原來調(diào)節(jié)高度的焊接有多組墊片的導(dǎo)軌16件全部更換掉，使冷床上部齒扳和搖架連桿等恢復(fù)的原來狀況。

（6）檢修后，試車觀察主軸與偏心輪大連桿的運(yùn)動及冷床上部V型齒板和U型齒板相對運(yùn)動情況，如遇阻滯或不妥時進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整直到運(yùn)動正常。

4 實(shí)際效果及其分析

4.1 實(shí)際效果

對上述的兩項原因進(jìn)行分析后，大家一直認(rèn)為將滾動軸承更換為滑動軸承不但可以減少軸承自身的損壞，同時可以大大地縮短軸承更換時間。于是決定在9月10日馬鋼三鋼軋方坯連鑄機(jī)1#冷床主軸B段4#、2#提升(步進(jìn))偏心輪軸承更換中采用了此方案，結(jié)果只用了29個小時就完成了此項施工任務(wù)，而此前完成同樣的工作量需8天左右，效果顯而易見。實(shí)踐證明此方案不但是可行的，而且效果非常好，可以說是成功地解決了冷床此問題。

4.2 效果原因分析

取得成效的直接原因是將滾動軸承更換為了剖分式滑動軸承，是由軸承自身結(jié)構(gòu)及其特性決定的。

（1）由于滾動軸承為整體式環(huán)狀結(jié)構(gòu)，拆除時可以采用破壞性拆除，但在破壞性拆除軸承時，要保證軸的不受損傷，此項工作要求高水平的氣焊工來完成。安裝時必須將軸承套至主軸上，因此必須將主軸及主軸間的聯(lián)軸器拆除。因此要將主軸上部的大部分設(shè)備拆除及恢復(fù)。如：上部相關(guān)齒板和大部分搖架拆除、拆開主軸上的聯(lián)軸器螺栓，拆開連桿后將主軸吊至地面對主軸進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)，和新軸承的安裝。新軸承安裝完畢后再將主軸吊至冷床下部進(jìn)行所有拆除設(shè)備的恢復(fù)。由此可以看出，為了更換一個軸承要做很多的無用功，造成人力和物力上的浪費(fèi)。

（2）將滾動軸承更換為剖分式滑動軸承，由于軸承本身是剖分式結(jié)構(gòu)，可直接分片裝入，不需拆除齒板、搖架和主軸等設(shè)備，大大地減少了工作量和作業(yè)時間。值得一提的是，本次檢修只用了29個小時完成了過去7～8天的工作，本次29個小時是包括滾動軸承拆除，下次直接是滑動軸承與滑動軸承之間的更換，時間會更短。

（3）滑動軸承自身具有良好的抗沖擊載荷的特性，使得滑動軸承能勝任冷床的環(huán)境特點(diǎn)，這種特性最終導(dǎo)致軸承使用壽命的延長，設(shè)備的故障率的減少，從而保證了生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。

5 結(jié)論

（1）將步進(jìn)式冷床升降機(jī)構(gòu)偏心輪的軸承由滾動軸承更換為剖分式滑動軸承是可行的。

（2）將步進(jìn)式冷床升降機(jī)構(gòu)偏心輪的軸承由滾動軸承更換為剖分式滑動軸承提高了升降機(jī)構(gòu)抗沖擊載荷的能力，延長設(shè)備使用壽命，減少了設(shè)備故障率。

（3）將步進(jìn)式冷床升降機(jī)構(gòu)偏心輪的軸承由滾動軸承更換為剖分式滑動軸承減少了軸承維護(hù)及其更換（如果損壞)工作量，從而減少了作業(yè)時間，為生產(chǎn)線贏得了寶貴的生產(chǎn)時間。