摘要：對軋機軸承失效的原因進行了分析,結果表明有40%～50%的軸承失效是由于安裝調整、使用和維護不當造成的。從使用的角度,提出了提高軸承使用壽命的措施,如：提高軸承座孔間的同軸度,并適當加大軸承座孔的公差；改善潤滑方式；合理選擇及安裝軸承；采用軸承換位工作法等。實踐證明,效果良好。
我國軋機軸承的失效有70%是故障失效[1],即非正常的失效,而且大多為斷裂失效。導致軸承失效的原因大致可以歸結為兩個方面：一個是內在因素,如設計、制造工藝和原材料質量等。另一個是外在因素,如軸承在使用時的安裝調整、保養和維護修理等因素。為了提高軸承的使用壽命,必須從上述兩方面對軸承進行失效分析,找出軸承失效的真正原因,采取針對性措施,以提高軋機軸承的壽命。
結合我廠軋機軸承多年的使用情況,對使用的軋機軸承的失效進行了統計分析。結果表明有40%～50%的軸承故障失效是由于安裝調整、使用和維護修理不當所造成的。因而,對其進行研究和改進是非常重要的。
1提高軸承座孔間的同軸度,并適當加大軸承座孔的公差
由于軋機制造精度低使用年限較長,機架調整精度低,軋機組裝完成后,軸承座孔之間出現較大的同軸度差,使得軋機機架兩端的軸承受力不均勻,在局部產生應力集中,當潤滑不良時易產生很高的摩擦熱,從而造成軸承局部點蝕、剝落及熱粘著與抱死。因而,結合軋機的實際情況采取了改進措施：一是在安裝和調整機座時,用水準儀校正軸承座,提高兩個軸承座孔的同軸度,減少中心線的傾斜和交叉。
2改善潤滑方式
現在采用的是脂潤滑。由于立式軋機的結構決定其軋輥在旋轉時,從軸承座上部中間和軸承座外側(朝向輥頭)處注入的油脂不能很好地進入軋機軸承內部,且易流失,造成軋機工作時軸承工作表面處于貧油狀態,導致軸承早期失效。為此,改進了軸承座的油路,在軸承座內側(朝向輥身)增設注油口,改善注脂效果,軸承得到了良好的潤滑,延長了軸承的使用壽命。另外,我廠的短應力線軋機軸承也采用脂潤滑,并采用了無脂裝配法。即新開封的軸承安裝時先不涂油脂,裝配完成后,通過軸承座上的油路向軸承內注油脂。這樣即避免了由于提前注油脂而使油脂中的氣泡存于軸承中,減少了軸承在裝配過程中產生的真空間隙。
3軋機軸承安裝
由于短應力線軋機的固定端同時也是軋機的精密調整端,以前在裝配調整時不注意,造成軸向調整不良,引發軸承過早失效。
(1)四列圓柱滾子軸承按過渡配合將其外圈組件裝入軸承座中。
(2)安裝內側軸承端蓋,止口推到位后用螺栓將軸承端蓋緊固在軸承座內側。
(3)將四列圓柱滾子軸承推靠在內側軸承端蓋止口處,使止口頂住四列圓柱滾子軸承的外圈,間隙為零。
(4)安裝外側軸承端蓋,止口頂住四列圓柱滾子軸承外圈的另一側,間隙為零,用螺栓將軸承端蓋緊固在軸承座外側。
(5)將軸向調整套旋入軸承外端蓋,旋轉到頂住軸承端蓋后再退回一個螺距(4ｍｍ)
(6)使蝸桿調整定位環緊靠住外側軸承端蓋,用一個Ｍ16的螺桿將蝸桿調整定位環固定在軸承端蓋上。
(7)將止推軸承推入軸向調整套,使軸承外圈緊靠住軸向調整套。
(8)將調整螺母旋入調整法蘭,將這兩個組合好的部件,用螺栓穿過蝸桿調整定位環固定在軸承端蓋上。
(9)旋轉調整螺母,使調整螺母的止口頂住止推軸承另一側的外圈并鎖緊。
(10)用螺栓將調整螺母與軸向調整套連接在一起。
(11)從軸承座內側裝入軸承壓套,使其凸臺頂住止推軸承中間的軸圈。
(12)將裝配好軸承內圈和擋環的軋輥裝入軸承座內,使軸承內圈頂住軸承壓套。(13)裝入端蓋,使端蓋的止口頂住止推軸承中間的軸圈,用固定螺栓將端蓋與軸承壓套連接在一起。
(14)將棒銷穿入端蓋與輥頭的定位孔中,旋緊定位螺栓,將輥頭與端蓋連接在一起。經過這樣的安裝調整,軋機軸向安裝調整精度有了很大的提高,使軸承的故障率降低,軋材的質量提高。
4軸承的合理選型
我廠中軋機的止推軸承原來的設計選型為雙列角接觸球軸承(4936Ｘ3Ｄ),由于軋機部件的長期使用與磨損,造成軸承座與應力柱之間的擺動量超差,使得雙列角接觸球軸承不能正常工作,其承載能力降低許多,常常造成軋機停機,嚴重影響正常生產。為此,選用了結構更為合理的雙向雙列圓錐滾子軸承(829232Ｘ3)代替雙列角接觸球軸承(4936Ｘ3Ｄ),取得了良好的效果[2]。
5使用時采用換位工作法
在軋機工作時整套軸承承受很大的徑向軋制力,同時其內圈隨軋輥一起旋轉,外圈不旋轉[3]。對于外圈而言,在軋制過程中,外圈滾道始終在一固定點處連續承受軋制力,會使外滾道過早發生疲勞剝落,從而導致軸承失效。為此,我們對軸承進行換位使用,取得了良好效果。
措施如下：
(1)建立軸承使用檔案,以各機架的軸承座編號為跟蹤依據,記錄軸承的上、下線時間,清洗和換位安裝情況。
(2)在各軸承座上標定出參考點Ｃ,在每套軸承外圈端面相隔90°的位置標上1、2、3、4。
(3)新軸承外圈及滾子組件往軸承座上裝配時,將其標注1的點與軸承座的參考點Ｃ對齊裝配并做好記錄。根據使用經驗,在其1/2的使用壽命時(取整為軋輥更換周期的整數倍)將軸承外圈及滾子組件從軸承座上取下來(采用液壓設備拆卸外圈,減少外圈的損傷）
(4)旋轉外圈,使2點與Ｃ點對齊,進行裝配并按(3)進行操作。
(5)按上述方法依次進行,直到外圈上的4個點轉完為止。整個更換過程為一循環。
(6)一循環之后,對軸承進行徹底清洗檢查,如果軸承各部位未發現異常則說明該軸承仍具有使用價值,可重新安裝使用。將外圈上1、3點之間的中點與Ｃ點對齊進行安裝并做好記錄。在其1/4的使用壽命時,將軸承外圈及滾子組件從軸承座上取下來。
(7)旋轉至外圈標注2、4點之間的中點與Ｃ點對齊,進行裝配并做好記錄。按(6)進行操作。
(8)按上述方法依次類推,直到4個中點轉完為止。整個更換過程叫做第二循環。重復以上操作規程,直到軸承損壞為止。可以有第三、第四循環。
軸承換位工作法的現場試驗取得了良好的效果。以棒材中軋第四架軋機下輥固定端的軋機軸承為例,使用換位工作法前,其軸承的經驗壽命為450ｈ,該軋機軋輥的更換周期為72ｈ。使用軸承換位工作法后,軸承的累計使用壽命為1440ｈ,大大超過了以前的經驗壽命。
通過對軋機軸承使用方法的改善,顯著提高了軋機軸承的使用壽命,減少了軋機故障停機時間,提高了生產效率,降低了生產成本。
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可逆軋機
