提高轧机轴承使用寿命的措施

摘要：对轧机轴承失效的原因进行了分析,结果表明有 40%～50%的轴承失效是由于安装调整、使用和维护不当造成的。从使用的角度,提出了提高轴承使用寿命的措施,如：提高轴承座孔间的同轴度,并适当加大轴承座孔的公差；改善润滑方式；合理选择及安装轴承；采用轴承换位工作法等。实践证明,效果良好。

我国轧机轴承的失效有70%是故障失效 [1], 即非正常的失效,而且大多为断裂失效。导致轴承失效的原因大致可以归结为两个方面：一个是内在因素,如设计、制造工艺和原材 料质量等。另一个是外在因素,如轴承在使用时的安装调整、保养和维护修理等因素。为了提高轴承的使用寿命,必须从上述两方面对轴承进行失效分析,找出轴承失效的真正原因,采取针对性措施, 以提高轧机轴承的寿命。

结合我厂轧机轴承多年的使用情况,对使用的轧机轴承的失效进行了统计分析。结果表 明有40% ～50%的轴承故障失效是由于安装调整、 使用和维护修理不当所造成的。因而,对其进行 研究和改进是非常重要的。

1 提高轴承座孔间的同轴度,并适 当加大轴承座孔的公差

由于轧机制造精度低使用年限较长,机架调整精度低,轧机组装完成后,轴承座孔之间出现较大的同轴度差,使得轧机机架两端的轴承受力不均匀,在局部产生应力集中,当润滑不良 时易产生很高的摩擦热,从而造成轴承局部点蚀、剥落及热粘着与抱死。因而,结合轧机的实际情况采取了改进措施：一是在安装和调整机座时, 用水准仪校正轴承座,提高两个轴承座孔的同轴度,减少中心线的倾斜和交叉。二是适当放大轧机轴 承座孔的公差,例 如：粗轧机轴承座孔由

中轧机轴承座孔

2 改善润滑方式

现在采用的是脂润滑。由于立式轧机的结 构决定其轧辊在旋转时,从轴承座上部中间和轴承座外侧 (朝向辊头 )处注入的油脂不能很好地进入轧机轴承内部,且易流失,造成轧机 工作时轴承工作表面处于贫油状态,导致轴承早期失效。为此,改进了轴承座的油路,在轴 承座内侧 (朝向辊身 )增设注油口,改善注脂效果,轴承得到了良好的润滑,延长了轴承的使用寿命。另外, 我厂的短应力线轧机轴承也采用脂润滑,并采用 了无脂装配法。即新开封 的轴承安装时先不涂油脂,装配完成后,通过轴承座上的油路向轴承内注油脂。这样就避 免了由于提前注油脂而使油脂中的气泡存于轴承中,减少了轴承在装配过程中产生的真空间隙。

3 轧机轴承安装

由于短应力线轧机的固定端同时也是轧机的精密调整端,以前在装配调整时不注意,造 成 轴向调整不良,引发轴承过早失效。通过探索和总结,改善了轴承安装与辊身精确调整的 方法, 见图 1。

(1)四列圆柱滚子轴承按过渡配合将其外圈 组件装入轴承座中。

(2)安装内侧轴承端盖,止 口 推 到 位 后 用 螺 栓将轴承端盖紧固在轴承座内侧。

(3)将四列圆柱滚子轴承推靠在内侧轴承端 盖 止 口 处 ,使 止 口 顶 住 四 列 圆 柱 滚 子 轴 承 的 外 圈,间隙为零。

(4)安装外侧轴承端盖,止 口 顶 住 四 列 圆 柱 滚子轴承外 圈 的 另 一 侧,间 隙 为 零,用 螺 栓 将 轴 承端盖紧固在轴承座外侧。

(5)将轴向调整套旋入轴 承 外 端 盖,旋 转 到 顶住轴承端盖后再退回一个螺距 (4ｍｍ)

(6)使 蜗 杆 调 整 定 位 环 紧 靠 住 外 侧 轴 承 端 盖,用一个 Ｍ16的螺杆将蜗杆调整定位环固定在 轴承端盖上。

(7)将止推轴承推入轴向 调 整 套,使 轴 承 外 圈紧靠住轴向调整套。

(8)将调整螺母旋入调整 法 兰,将 这 两 个 组 合好的部件,用螺栓穿过蜗杆调整定位环固定在 轴承端盖上。

(9)旋转调整螺母,使调整 螺 母 的 止 口 顶 住 止推轴承另一侧的外圈并锁紧。

(10)用螺栓将调整螺母 与 轴 向 调 整 套 连 接 在一起。

(11)从轴承座内侧装入轴承压套,使其凸台 顶住止推轴承中间的轴圈。

(12)将装配好轴承内圈 和 挡 环 的 轧 辊 装 入 轴承座内,使轴承内圈顶住轴承压套。(13)装入端盖,使端盖的止口顶住止推轴承 中间的轴圈,用固定螺栓将端盖与轴承压套连接 在一起。

(14)将棒销穿入端盖与辊头的定位孔中,旋 紧定位螺栓,将辊头与端盖连接在一起。经过这样的安装调整,轧机轴向安装调整精 度有了很大 的 提 高,使 轴 承 的 故 障 率 降 低,轧 材 的质量提高。

4 轴承的合理选型

我厂中轧 机 的 止 推 轴 承 原 来 的 设 计 选 型 为 双列角接触球轴承 (4936Ｘ3Ｄ),由于轧机部件的 长期使用与磨损,造成轴承座与应力柱之间的摆 动量超 差,使 得 双 列 角 接 触 球 轴 承 不 能 正 常 工 作,其承载能力降低许多,常常造成轧机停机,严 重影响正常生产。为此,选用了结构更为合理的 双向双列圆锥滚子轴承 (829232Ｘ3)代替双列角 接触球轴承 (4936Ｘ3Ｄ),取得了良好的效果 [2]。

5 使用时采用换位工作法

在轧机工 作 时 整 套 轴 承 承 受 很 大 的 径 向 轧 制力,同 时 其 内 圈 随 轧 辊 一 起 旋 转,外 圈 不 旋 转 [3]。对于外圈 而 言,在 轧 制 过 程 中,外 圈 滚 道 始终在一固定点处连续承受轧制力,会使外滚道 过早发生 疲 劳 剥 落,从 而 导 致 轴 承 失 效。为 此, 我们对轴承进行换位使用,取得了良好效果。

措施如下：

(1)建立轴承使用档案,以 各 机 架 的 轴 承 座 编号为跟踪依据,记录轴承的上、下线时间,清洗 和换位安装情况。

(2)在各 轴 承 座 上 标 定 出 参 考 点 Ｃ,在 每 套 轴承外圈端面相隔 90°的位置标上 1、2、3、4。

(3)新轴承外圈及滚子组件往轴承座上装配 时,将其标注 1的点与轴承座的参考点 Ｃ对齐装 配并做好记录。根据使用经验,在其 1/2的使用 寿命时 (取整为轧辊更换周期的整数倍 )将轴承 外圈及滚子组件从轴承座上取下来 (采用液压设 备拆卸外圈,减少外圈的损伤 ）

(4)旋转外圈,使 2点与 Ｃ点对齐,进行装配 并按 (3)进行操作。

(5)按上 述 方 法 依 次 进 行,直 到 外 圈 上 的 4 个点转完为止。整个更换过程为第一循环。

(6)第一循环之后,对轴承 进 行 彻 底 清 洗 检 查,如果轴承各部位未发现异常则说明该轴承仍 具有使用价值,可重新安装使用。将外圈上 1、3 点之间的中点与 Ｃ点对齐进行安装并做好记录。在其 1/4的使用寿命时,将轴承外圈及滚子组件 从轴承座上取下来。

(7)旋转至外圈标注 2、4点之间的中点与 Ｃ 点对齐,进行装配并做好记录。按 (6)进行操作。

(8)按 上 述 方 法 依 次 类 推 ,直 到4个 中 点 转 完为止。整个更 换 过 程 叫 做 第 二 循 环。重 复 以 上操作规 程,直 到 轴 承 损 坏 为 止。可 以 有 第 三、 第四循环。

轴承换位 工 作 法 的 现 场 试 验 取 得 了 良 好 的 效果。以棒 材 中 轧 第 四 架 轧 机 下 辊 固 定 端 的 轧 机轴承为例,使 用 换 位 工 作 法 前,其 轴 承 的 经 验 寿命为 450ｈ,该 轧 机 轧 辊 的 更 换 周 期 为 72ｈ。使用轴承换位工作法后,轴承的累计使用寿命为 1440ｈ,大大超过了以前的经验寿命。

通过对轧机轴承使用方法的改善,显著提高 了轧机轴承的使用寿命,减少了轧机故障停机时 间,提高了生产效率,降低了生产成本。

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来源：帝蒙德轧机轴承