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    1. 粗中軋機軋輥軸承壽命改進措施

      2023-08-25

      作者:盧永清,吳春東,趙丁,李錦

      (河北鋼鐵股份有限公司)

      來源:《軸承》

      (版權歸原作者或機構所有)

      摘 要:分析了高速線材生產線粗中軋機軋輥軸承過早失效的原因,對軋輥軸承的安裝、密封、潤滑、清洗和檢查等方面提出了相應的技術改進措施。 

      關鍵詞;軋輥軸承;失效分析;裝配;密封

      某公司高速線材生產線的粗中軋區軋機平立交替布置。粗中軋區軋輥軸承由于工作環境惡劣,承受載荷較高,工作溫度較高,所受沖擊頻繁,因而時常出現過早失效,甚至軋輥、軸承座報廢。這不僅影響生產效率,還大大增加了備件消耗,致使企業生產成本上升。為了減少軋輥軸承的過早失效,對軋輥軸承的裝配、使用、維護等進行分析。

      1 原因分析

      軸承鋼高速線材粗中軋機組選用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的大小,游隙太大會導致軸承工作承載區偏小,即承載的滾子數量較少,導致軸承壽命降低[1]。在裝配過程中,由于固定絲套設計的缺陷(圖2a),經常發生鎖緊螺母與固定絲套配合不好,壓不緊軸承的現象,致使軸承內圈軸向竄動,導致軸承的游隙發生變化,進而導致軸承過早失效。

      軋輥軸承運轉伴有多種摩擦,其中摩擦最嚴重的部位是外滾道承載區。由于徑向游隙的存在,滾子在非承載區處于滾滑狀態[2]。當滾子進入承載區時自轉突然加速,并與滾道發生強烈的摩擦。軸承的承載區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摩擦是軸承零件損壞的關鍵因素。因此,軸承的潤滑顯得尤為重要。但由于軋輥軸承的工作環境惡劣,易造成潤滑失效,使軸承內部的接觸表面摩擦磨損加劇,最終導致軸承過早失效。

      密封不良也是造成軸承過早失效的一個主要原因。由于軋輥軸承的工作環境極度惡劣,迷宮環的“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,污染潤滑脂,導致潤滑失效,致使軸承過早失效,嚴重時還會損壞軋輥、軸承座等零件。

      2 改進措施

      2.1 安裝改進

      將防松鉤的材質由Q235鋼改為40Cr鋼,將固定絲套與鎖緊螺母配合的鍵槽由1個改為6個均布,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、外圈壓緊。在軋輥軸承裝配完畢后,要整體測量軸向游隙,將其控制在0.45~0.60mm。由于磨損使得軸承游隙發生的變化,可通過增減軸承外圈壓蓋墊片對游隙進行調整,使軸承的游隙始終在合理的范圍。

      2.2 密封改進

      生產中粗中軋區軋輥軸承工作環境惡劣,理想的軸承密封可以有效延長軋輥軸承的使用壽命,提高設備作業率。因此對密封圈(圖3)與密封端蓋(圖4)進行改進,并在密封端蓋上增加一 道水封(圖5)。改進的密封圈正好可以緊密地包裹住密封端蓋的水封。同時在密封圈的外沿增加一個防水帽(圖3b),以盡可能減少氧化鐵皮、粉塵等雜物隨冷卻水進入軸承座。 

      2.3 潤滑改進

      制定合理的潤滑周期,定期向軸承補充新潤滑脂,保障軸承的良好潤滑;同時也可將被污染的潤滑脂擠出軸承座,清潔軸承;而且舊脂排出時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(用高壓風將油路內積油吹掃干凈,保持油路暢通)。檢查軸承套圈、滾動體及保持架等部件,如發現磨損、劃痕等,應及時更換。檢查J形油封,要確保其無破損且彈性正常。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孔磨損情況,包括絕對尺寸和圓柱度。如果尺寸超標,需修復到標準尺寸方可使用。

      (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,不得投入使用,必須修復到標準尺寸方可使用。

      (4)所有軸承壓蓋安裝時,當墊片組調整完畢,必須用密封膠密封,防止軸承進水。

      (5)檢查彈性阻尼體是否失效,確保其正常。

      3 結束語

      通過改進,粗中軋機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時間,確保了生產的順利運行。 

      【參考文獻】

      [1]萬長森.滾動軸承分析[M].北京:機械工業出版社,1987:23-26.

      [2]房世興?高速線材軋機裝備技術[M].北京:冶金工業出版社,1997.

      [3]周建男.軋鋼機械滾動軸承[M].北京:冶金工業出版社,2001.

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