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。

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。这样即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。

(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。整个更换过程为一循环。

(6)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。