基于轧机轴承养护分析研究

【摘　要】本文首先分析了轧机轴承的结构特点和工况条件，然后针对轴承消耗大的现象，分析了轴承在装配、使用与维护等过程中的注意事项和相关要求。本文在此提出了自己的观点和见解，可供同行工作人员参考和借鉴。
　　【关键词】轧机；轴承；装配；载荷；维护


　　一、前言
　　生产设备在生产过程中起到重要的作用，人们的生产力水平也在快速提高，我国钢厂在生产过程中轧机轴承的应用程度也得到了快速的发展。由于轧机轴承应用水平的不断提升，同时这也对轧机轴承养护提出了更高的要求。
　　二、轧机轴承的结构特点
　　轧机轴承，通常采用圆柱滚子轴承承受径向载荷，深沟球轴承或角接触球轴承、或径向设计或止推设计的圆锥滚子轴承承受轴向载荷。
　　四列圆柱滚子轴承和六列圆柱滚子轴承几乎全部用于轧钢机架的轧辊颈、滚筒和轧压机。同其它滚子轴承相比，这些轴承的摩擦低。由于这些轴承通常以过盈配合安装在轧辊颈上，特别适合轧钢速度高的轧钢机应用。这些轴承的低横截面允许使用同轧辊直径相比相对较大的轧辊颈直径。由于可装入非常多滚子，其径向载荷能力非常高。
　　多列圆柱滚子轴承只能承受径向载荷。因此，这些轴承同深沟球轴承或角接触球轴承、或径向设计或止推设计的圆锥滚子轴承一起安装，由后者承受轴向载荷。四列和六列圆锥滚子轴承为分离式设计，即带整体式法兰的轴承圈及滚子和保持架组件可同分离式轴承圈分开安装，或所有轴承部件均可分别安装。这在相当程度上简化了轴承安装、维护和检查。轴承内可承受一定限度的轴相对于轴承座的轴向位移。四列圆柱滚子轴承带一个圆柱孔，一些尺寸的轴承还可带圆锥孔供应。带圆锥孔的轴承可在安装过程中调整，以得到一定的径向内部游隙或确定的预载荷。
　　三、轧机轴承的故障分析
　　轴承的使用寿命和可靠性和轴承安装及设计密切相关，轴承座设计和制造不当，将导致轴承受力不均，降低轴承寿命，轴承座应具有调心性，避免因轧辊烧损挠曲变形而使轴承受到偏载。热轧无缝钢管厂MPM连轧管机组由于其工艺的特殊性，轧机全部为45℃倾斜安装，现场环境处在高温，轧辊冷却水喷淋、大冲击负荷等工况环境下，进口轴承的使用寿命一般在2年左右，如利用国产化轴承后，轴承寿命会进一步降低，故障较为集中，严重影响生产。据统计分析轴承故障主要由以下几种原因造成的：①轴承的现场装配精度及安装工艺；②轴承密封件组装不合理；③工况条件差、润滑不良。
　　1、轴承设计计算
　　轴承的使用寿命和轴承的合理设计分不开的，轴承选择必须计算出轴承的当量载荷。轴承载荷，根据方向大致可分为：径向载荷、轴向载荷、复合型载荷；根据载荷作用过程中的性质不同可分为：脉冲、恒定和交变三种形式。轴承额定载荷是轴承固定的数值，取决于使用材料的特性，静态额定载荷是杆端在其最薄弱截面上所能承受的没有达到永久变形的最大允许静态载荷。理想的静态额定载荷值是通过使用合适的材料，在合适的环境温度下对大量的杆端进行拉应力测试的基础上得出的，使用值是测试结果的80%，因此包含了1.25的安全系数。动态额定载荷被用来确定动载条件下，杆端关节轴承的使用寿命。动载包括摆动、旋转和轴向倾斜下的载荷。
　　2、轴承装配技术
　　轴承的精度、装配游隙等技术使用特性直接影响着轴承的使用寿命和可靠性。尺寸精度是将轴承安装於轴或轴承壳（箱）时所必要的项目，是指内径，外径，宽度，装配宽度，倒角尺寸及锥度公差或容许值。形状精度是指内径变异、平均内径变异、外径变异、外径平均变异的容许值。回转精度是规定回转时的偏转，它是指内环及外环的径向偏转和轴向偏转、内环的侧面偏转以及外环外径偏转的容许值。轴承内圈、外圈和滚动体凸度不在同一条周线，造成滚动体两头受力不均，局部出现剥落现象；内圈小挡边碎裂主要是越程槽宽度过大；越程槽深度加工太深，存在应力集中区域。需要优化零件加工公差，控制加工、装配质量。滚动轴承的径向游隙系指一个套圈固定不动，而另一个套圈在垂直于轴承轴线方向，由一个极端位置移动到另一个极端位置的移动量。轴承游隙的选择正确与否，对机械运转精度、轴承寿命、摩擦阻力、温升、振动与噪声等都有很大的影响。统计现场故障，分析影响轴承备件质量的因素包括：内圈和滚动体的表面剥落，内圈小挡边碎裂；保持架的制造装配偏差过大；装配公差及游隙控制不精确。
　　四、基于轧机轴承养护分析
　　1、运转过程中对轴承的检查
　　按照轴承使用环境要求，应定期对轴承进行听、观察和测量。听就是使用规定器械对着轴承轴向端盖和轴承座的径向外壳，另一端贴耳听轴承在运转过程中是否有撞击声和机械摩擦声；观察就是对运行环境、安装位置、震动偏移、润滑等情况进行观察，是否存在不良环境；测量就是用温度计、测振仪对轴承座进行定量检测。
　　2、静止状态下对轴承的检查
　　对相关备件的紧固情况进行检查，各部件是否处于正确位置、有无松动的现象等。对轴承座要经常检查是否已压紧，有无松动。尤其是操作侧轴承座与轧钢机架间一定要有轴向无间隙固定，尽可能减少传动侧轴承座与轧钢机架窗口的配合间隙，以减缓传动轴跳动对轴承所产生的冲击。另外，可对轴承润滑剂进行检测，检查润滑油是否进杂物、氧化铁皮、水等。粗轧机通常受到较强的冲击负荷，轴承震动大，润滑脂容易流失。因此，要求润滑脂有较强的粘附性，可以牢牢地粘附在零件的表面，一部分在滚道上润滑轴承，其余部分保存在轴承内部空间起到密封作用。如果外界污物侵入轴承座内，最先污染的是靠近外侧的润滑脂，使轴承零件表面出现磨损。随着污物的增加，磨损面会增加，同时还会信号层裂纹并逐渐扩展，最终使套圈开裂，严重时还会报废轧辊、轴承座等相关部件。
　　3、轴承的拆后检查
　　轧辊换下后可使用清洗剂，把轴承清洗干净，用压缩空气吹干，然后对滚子、保持架、滚到进行检查。滚子、滚道出现凹痕、点蚀等现象，视具体情况更换。同时，要检查轴向密封盒径向游隙，检查无误后，增加润滑剂备用。总之，轧机的轴承有它独特的使用环境、特点及要求。轧制力较小时，因负荷过大而引起的轴承内外圈的开裂、滚动体碎裂的现象非常少，因此应重点关注轴承的正确安装、检查和维护等方法并制定相应的工艺规程以降低轧机烧轴承的事故率。影响轴承使用寿命的因素是多方面的，因此应制定全方位的管理制度和工艺规程，才能达到延长轴承使用寿命保证生产顺畅的目的。
　　4、轧机轴承的保养、检修和异常处理
　　为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能，须保养、检修、以求防事故于未然，确保运转的可靠性，提高生产性、经济性。保养最好相应机械运转条件的作业标准，定期进行。内容包括监视运转状态、补充或更换润滑剂、定期拆卸的检查。
　　五、结束语
　　综上所述，加强对轧机轴承养护的分析，能够对生产中的问题进行把握，进而能够提出一些有效的养护方法，如此方可在实践的生产中对轧机轴承进行掌控，提高风生产效率。

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