軋輥軸承失效及維護研究

寧國燕

河鋼集團邯鋼公司邯寶熱軋廠 河北邯鄲 056000

1 軋輥軸承應用過程中監(jiān)測維護的意義

軋輥與軋輥軸承是軋機的重要部件，在軋制生產(chǎn)中，軋輥是軋機的主要變形工具，軋輥輥面要與所軋金屬直接接觸，使金屬產(chǎn)生塑性變形。軋輥是通過各類軸承來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動與傳動運動的，軋輥與軋輥軸承價格昂貴，是軋機大型消耗性部件，軸承是軋輥系統(tǒng)中重要的精密部件之一，軸承的質(zhì)量和使用壽命直接關(guān)系著軋輥的正常使用情況，從而影響著軋機的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)成本等。

以某CSP 生產(chǎn)線6 機架熱連軋機組為例，1 對進口支承輥價格高達70 余萬人民幣，1 對進口工作輥價格高達50 余萬人民幣，1 對進口油膜軸承價格高達70 余萬人民幣，1 對進口工作輥軸承價格高達20 余萬人民幣。每機架有2 對油膜軸承，2 對工作輥軸承，工作輥與支承輥各1 對。軋輥與軋輥軸承工況惡劣，結(jié)構(gòu)與材料及制造工藝均有特殊要求，訂貨周期長。因此，軋輥與軋輥軸承費用在備件消耗費及流動資金中占很大的比重[1]。

2 軸承失效說明

2.1 軸承失效原因分析

根據(jù)最新的軸承壽命理論可知，軸承在特殊的工況下，當軸承的滾動面（滾動體及滾道）之間有一層限制污染物且能有實現(xiàn)有效分隔的油膜時，在理想狀況下，就能避免軸承的表面破壞，以達到良好的運行狀態(tài)，延長軸承的使用壽命。但在現(xiàn)場實際應用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)軸承失效的問題，通過分析，軸承損壞的原因有：超負荷運行；裝配配合過緊造成軸承間隙減??；軸承室密封不嚴混入污染物；電機轉(zhuǎn)動部件不平衡衍生的振動等。不管何種因素造成軸承失效都會在軸承上呈現(xiàn)與之相對應的損壞痕跡。找出這些軸承損壞的痕跡便可反推出失效的原因，經(jīng)過分析總結(jié)試驗，制定相應的對策，從而避免此類問題的再次發(fā)生。

2.2 軸承失效發(fā)展過程分析

軸承開始失效的表現(xiàn)是出現(xiàn)材料疲勞現(xiàn)象，經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，軸承生產(chǎn)出廠到出現(xiàn)第一個材料疲勞的時間長短與軸承的存放、軸承使用工況的轉(zhuǎn)數(shù)、負荷大小、潤滑品質(zhì)有關(guān)。在負載表面下出現(xiàn)的周期性剪應力會造成疲勞，再運行一定時間后，這些剪應力就會發(fā)展成一些細微的裂損，然后延伸到軸承的材料表面，軸承在運轉(zhuǎn)時滾動體會擦過這些裂痕，裂痕附近就會出現(xiàn)材料脫落。雖然最開始這種脫落情況很輕微，但隨著應力和裂痕材料增加，會導致材料脫落面積不斷增加，達到在一定程度后缺陷就會在軸承運轉(zhuǎn)的振動和噪音方面表現(xiàn)出來，最終導致軸承失效不可用。

3 維護保養(yǎng)方面分析

3.1 潤滑不良

由于軸承端面的密封不嚴以及旋轉(zhuǎn)部件的支撐環(huán)和固定軸承座的端蓋的相對旋轉(zhuǎn)，氧化鐵皮、冷卻水及其他雜質(zhì)不可避免地進入軸承座。水會使油脂乳化并變質(zhì)，從而降低潤滑效果。氧化鐵皮與油脂混合。隨著軸承的旋轉(zhuǎn)，軸承的磨料磨損被加速，并且進入的磨料量不斷增加逐漸填充了軸承的間隙，這使得滾動體不撓性或被卡住，從而導致滾子燒毀事故[2]。

3.2 超載

隨著軋制工藝和設(shè)備速度的不斷提高，轉(zhuǎn)速和軋制負荷的不斷增加，另外，由于軋制件的交變載荷的影響，使?jié)L子軸承過熱從而降低了軋輥軸承的使用壽命。

3.3 裝配不當

軸承內(nèi)圈和滾子軸頸采用過盈配合，這通常會導致不足的干涉或干涉。當過盈量不足時，軸承的內(nèi)圈不能與滾子頸部緊密配合，從而導致滾道疲勞、端面磨損和內(nèi)圈斷裂；當內(nèi)圈發(fā)生干涉時，內(nèi)圈膨脹并減小工作間隙，在滾動過程中交變載荷的作用下，導致內(nèi)圈斷裂。

4 軋輥軸承的維護

為了延長軋輥軸承的使用壽命，有效避免軋輥軸承失效現(xiàn)象的發(fā)生，提高軋輥軸承的使用效率，就必須定期從軋機上取下軋輥軸承，進行檢查和維護，根據(jù)經(jīng)驗，應根據(jù)軋機的運行情況調(diào)整軸承的保養(yǎng)維護頻率。

4.1 軋輥軸承維護的一般步驟

做好日常檢查和監(jiān)測工作，追蹤并記錄軋機軸承的位置。使用專用的軋輥軸承保養(yǎng)服務(wù)記錄卡記錄軸承座號、軋輥號、機架號、軸承在軋機上的位置、外圈承載區(qū)和軋制產(chǎn)品噸位以及軸承工作小時等數(shù)據(jù)。此外，應隨時更新記錄卡方便維護人員查用，底部空白處可以記錄軸承測量數(shù)據(jù)和其他監(jiān)測詳細內(nèi)容。

4.2 檢查軸承，包括外觀檢查和小修

檢查軋輥軸承需確保軸承內(nèi)無突起點、缺陷，干凈無異物。如果在可拆掉滾子的內(nèi)圈滾道或滾子表面上發(fā)現(xiàn)小的剝落或表面裂紋，則通常用打磨機將金屬剝落去除并將剝落表面的邊緣打磨光滑。應該定期檢查軸承磨損，并可以通過測量軸承游隙來評估軸承磨損。根據(jù)需要,檢查并維修軸承座并將軸承裝回軸承座中。根據(jù)需要,檢查并維修輥頸并將帶有軸承的軸承座安裝到軋輥上。

4.3 清洗軸承

清洗軸承時，應清除所有氧化鐵皮、水、舊油脂或其他所有可能導致軸承過度磨損的污染物，根據(jù)待清洗軸承的尺寸或數(shù)量，確定用于清洗軸承的清洗方法和清洗劑。煤油、礦物油或其他市售溶劑可用于小軸承或者少量軸承。對于大軸承或大量軸承，可用40%時黏度為22cSt（或100%為100SUS）的中性油在清洗箱中清洗?，F(xiàn)用的清洗劑主要是煤油，清洗周期由軸承的使用狀態(tài)確定，軸承清洗完畢后，滾動體、保持架、和滾道等應予徹底檢查，弄清其密封盒潤滑的效應[3]。

4.4 軸承潤滑

軋機在軋制過程中，軋輥及軸承座的安全運行是基本保障，潤滑是保證軸承座安全運行的前提。軸承內(nèi)部潤滑不良主要由于軸向載荷大軋制速度高，或潤滑脂選定不當或油脂封入量過量或過少，以及軸承座密封損傷、劣化、磨損的原因造成的。使的滾子頭部油膜斷裂，造成內(nèi)圈擋肩雨滾子頭部燒傷。首先我們在潤滑脂選用上，復合磺酸鈣基潤滑脂具有較好的抗剪切和抗水性能，好的抗腐蝕保護和在高溫低溫下穩(wěn)定的性能，故選用油品道達爾牌菲納脂（CERANHV）,它的皂基為復合磺酸鈣，黏度為422，工作溫度為-25至180℃；原先的潤滑脂補給沒有量化，人為因素，設(shè)備因素等造成潤滑脂補給過程不合理，容易造成軸承發(fā)熱。我們通過合理計算來量化添加合適的潤滑脂,得出使用潤滑脂添加的最佳方案，明顯提高了軸承潤滑效果，消除了軋輥軸承發(fā)熱現(xiàn)象。

5 結(jié)語

軋輥與軋輥軸承監(jiān)測、維護與保養(yǎng)在生產(chǎn)線實施，取得一定的成效，技術(shù)措施有助于鋼鐵企業(yè)降本減耗和質(zhì)量控制，可促進冶金關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)更新，提高其市場競爭力。