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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(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有)
摘 要:分析了高速線材生產(chǎn)線粗中軋機(jī)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(yīng)的技術(shù)改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞;軋輥軸承;失效分析;裝配;密封
某公司高速線材生產(chǎn)線的粗中軋區(qū)軋機(jī)平立交替布置。粗中軋區(qū)軋輥軸承由于工作環(huán)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(xiàn)過早失效,甚至軋輥、軸承座報廢。這不僅影響生產(chǎn)效率,還大大增加了備件消耗,致使企業(yè)生產(chǎn)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(hù)等進(jìn)行分析。
1 原因分析
軸承鋼高速線材粗中軋機(jī)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(qū)的大小,游隙太大會導(dǎo)致軸承工作承載區(qū)偏小,即承載的滾子數(shù)量較少,導(dǎo)致軸承壽命降低[1]。在裝配過程中,由于固定絲套設(shè)計(jì)的缺陷(圖2a),經(jīng)常發(fā)生鎖緊螺母與固定絲套配合不好,壓不緊軸承的現(xiàn)象,致使軸承內(nèi)圈軸向竄動,導(dǎo)致軸承的游隙發(fā)生變化,進(jìn)而導(dǎo)致軸承過早失效。
軋輥軸承運(yùn)轉(zhuǎn)伴有多種摩擦,其中摩擦嚴(yán)重的部位是外滾道承載區(qū)。由于徑向游隙的存在,滾子在非承載區(qū)處于滾滑狀態(tài)[2]。當(dāng)滾子進(jìn)入承載區(qū)時自轉(zhuǎn)突然加速,并與滾道發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦。軸承的承載區(qū)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(guān)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(huán)境惡劣,易造成潤滑失效,使軸承內(nèi)部的接觸表面摩擦磨損加劇,導(dǎo)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(huán)境極度惡劣,迷宮環(huán)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(dǎo)致潤滑失效,致使軸承過早失效,嚴(yán)重時還會損壞軋輥、軸承座等零件。
2 改進(jìn)措施
2.1 安裝改進(jìn)
將防松鉤的材質(zhì)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(nèi)、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(fā)生的變化,可通過增減軸承外圈壓蓋墊片對游隙進(jìn)行調(diào)整,使軸承的游隙始終在合理的范圍。
2.2 密封改進(jìn)
生產(chǎn)中粗中軋區(qū)軋輥軸承工作環(huán)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(shè)備作業(yè)率。因此對密封圈(圖3)與密封端蓋(圖4)進(jìn)行改進(jìn),并在密封端蓋上增加一 道水封(圖5)。改進(jìn)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(jìn)入軸承座。
2.3 潤滑改進(jìn)
制定合理的潤滑周期,定期向軸承補(bǔ)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(fēng)將油路內(nèi)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(fā)現(xiàn)磨損、劃痕等,應(yīng)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(nèi)孔磨損情況,包括絕對尺寸和圓柱度。如果尺寸超標(biāo),需修復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)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(biāo),不得投入使用,必須修復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸方可使用。
(4)所有軸承壓蓋安裝時,當(dāng)墊片組調(diào)整完畢,必須用密封膠密封,防止軸承進(jìn)水。
(5)檢查彈性阻尼體是否失效,確保其正常。
3 結(jié)束語
通過改進(jìn),粗中軋機(jī)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(jī)時間,確保了生產(chǎn)的順利運(yùn)行。
【參考文獻(xiàn)】
[1]萬長森.滾動軸承分析[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987:23-26.
[2]房世興?高速線材軋機(jī)裝備技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1997.
[3]周建男.軋鋼機(jī)械滾動軸承[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2001.