新型六辊机轴承跑圈问题——之过盈量选配 原创

1、前言

某冷轧厂1250 HC六辊轧机支承辊轴承，选型为FCDP结构四列圆柱滚子轴承，内圈装配结构如下图1，依据工况轴承正常运行寿命应达到8600h，但由于内圈的安装过盈量不当、维护不足，导致内圈频繁跑圈，造成轴承提前疲劳损坏，对此进行了总结分析如下。

2、轴承与轴推荐公差配合

为使轴承获得最佳运转性能，内圈与轴及外圈与轴承座孔间的配合必须合适。若配合面贴合不充分，在载荷作用下，轴承套圈会在轴上或轴承座内作相对圆周运动。而这种现象会损伤轴及轴承座，并引起轴承不正常的发热或磨损。为防止内圈与轴发生有害的相对圆周运动，必须对旋转的轴承套圈与配合面（轴）作过盈配合设计，越是高速及重载约是需要大的过盈量来防止内圈相对于轴发生有害的相对圆周运动。

轴承作为标准件，内圈与轴配合采用的是基孔制，外圈与轴承座孔配合采用的是基轴制。即选用时都以轴承为基准加工配合的轴和孔，对于轧钢机（冷轧机）重载、高速尤其是支承辊(圆柱滚子轴承)，推荐配合公差如下表：

经过现场测量计算过盈量20%不达标，多数集中在内圈拆卸过1次的轧辊辊径。

3、内圈修磨量与粗糙度

如上述图一，FCDP型轴承为适应高精度、高转速、低摩擦，内圈与轴为过盈配合，且应用工况及不同的轴承内径决定了过盈量的取值多少，如上述2，为轧钢机高速重载时内圈与轴的推荐配合。

为进一步保证轴承的旋转精度，在内圈过盈安装到轴径上后需要对内圈外径进行修磨（供货时预留0.3-0.4mm的修磨量），通过修磨保障锥度、跳动、同心度及粗糙度等要求。 如粗糙度，需要控制在Ra:0.4。

经过现场测量及磨床提供值，粗糙度值为：Ra:0.5和Ra:0.6

4、内圈与轴膨胀量

轴承内圈与轴为过盈配合，安装时需要对其进行加热，一般加热后的内径增大量按照下列公式经行计算：

△d=a*d0*△dt

其中△d是轴承内径膨胀量，单位为mm；

a为轴承内圈线膨胀系数,为1.25*10^-6；

d0为轴承或工件的初始直径；

△t为轴承加热后的温度与原始温度差；

如轴承内径为?650时内径增大量随温度差变化如下表：

注：在此轧辊辊径膨胀量按照上述公式计算

5、现场内圈应用现状

目前轧机运行时测温器显示温度为78度，公差配合均达到上述2要求的推荐配合过盈量，但轴承内圈却往往在下机后有蠕动及跑圈现象，如不及时采取控制措施强行上机，运转时导致轴承高温（测温器显示85-90度），下机后内圈严重跑圈，辊径与内圈配合面磨损严重，同时磨损导致的磨损金属粉末侵入轴承内圈，造成轴承滚动面及滚道面的提前疲劳点蚀。

6、综合分析

综上述几点因素综合判断如下问题导致内圈蠕动及跑圈：

次要因素：

过盈量偏小，当内圈公差为上偏差轧辊公差为下偏差时造成过盈量偏小。

磨削是轴承内圈外径滚道面粗糙度值偏大，造成过多的摩擦热量，内圈温度偏高，导致过盈量减少。

主要因素：

内圈与轴的初始温差较大，如超过30℃时以?650轴承内圈为例依据上述4公式计算，轴与内圈的膨胀量差将达到0.244mm，而总过盈量只有0.175到0.27mm，减去膨胀量差最小时将出现0.069的间隙，最大时也只有0.026mm的过盈量，这样势必会造成内圈严重跑圈现象。

而现在新型6辊冷轧机，由于通过AGC的升级改造，轧机提速大幅度提升，轧机运行初始阶段（轴承上机第一次开机）的高提速势必会造成轴承内圈与轴初始的温差增大，最终导致内套的跑圈现象。

7、杜绝措施

通过分析，在防止新型6辊冷轧机内圈跑圈的问题上，轴承必须匹配适当的粗糙度；选配合适的过盈量；对此DMD轴承在对不同材料及不同工况以及不同内径的轴承配合问题上欢迎留言及致电。

来源：帝蒙德轧机轴承