蘇凌西

摘　要：從裝配和使用兩個(gè)方面分析了冷軋機(jī)軋輥軸承的失效原因，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。實(shí)踐表明，采取措施保證軸承的潤(rùn)滑和配合，Z為重要也Z為有效。

1　前言

軋輥軸承如同軋輥是冷軋機(jī)的重要部件，由于工作負(fù)荷大、工況條件差、易進(jìn)水、難拆裝等原因，導(dǎo)致軸承壽命短、易損壞，影響冷軋產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量，也增加了軋制成本。因此，分析軋輥軸承的失效原因，探索操作改進(jìn)措施十分必要。

2　故障現(xiàn)象

（1）軸承拆裝過(guò)程中。常見(jiàn)的缺陷是軸承拆卸清洗干凈后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)圈、外圈滾道部位表面疲勞損傷（麻面），比較少見(jiàn)的缺陷是內(nèi)圈外圈發(fā)燒變色，硬度下降，產(chǎn)生裂紋，滾動(dòng)體破損，保持架斷裂等故障。

（2）軋制使用過(guò)程中。常見(jiàn)的故障現(xiàn)象是軋輥軸承發(fā)熱升溫，有時(shí)伴有異常響聲；偶爾可見(jiàn)冒煙卡死等嚴(yán)重事故。

3　原因分析

3.1 軸承內(nèi)圈外圈滾道表面疲勞損傷（麻面）

除了使用已久正常磨損之外，主要是因軸承潤(rùn)滑不良，致使軸承滾動(dòng)體和內(nèi)外圈的摩擦磨損加劇，表面產(chǎn)生疲勞損傷，微小材料不斷從金屬表面剝落，積累在滾動(dòng)體和滾道之間滾軋，造成表面應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展致使部分材料表面剝落，形成麻面，如此反復(fù)，惡性循環(huán)。

潤(rùn)滑不良的常見(jiàn)原因是擋水圈和軸承座構(gòu)成的迷宮密封磨損，間隙過(guò)大；或者唇形密封橡膠老化、彈簧松弛等問(wèn)題。造成密封不嚴(yán)或者失效，軋制乳化液泄漏進(jìn)入軸承座內(nèi)，致使?jié)櫥椭♂屪冑|(zhì)、潤(rùn)滑不良，這種現(xiàn)象以及出現(xiàn)的問(wèn)題在下輥軸承尤為突出。

擋水圈和軸承座構(gòu)成的迷宮密封之所以磨損，一種原因是軸承裝配存在問(wèn)題，軸承座定位有誤，接觸摩擦到了擋水圈迷宮密封部位；第二種原因是軋制過(guò)程中軸承嚴(yán)重?fù)p壞，導(dǎo)致?lián)跛洼S承座的相對(duì)位置發(fā)生了變化，迷宮密封部位相互接觸摩擦磨損；第三種原因是軸承內(nèi)圈軸向松動(dòng)，致使擋水圈軸向失去緊固定位。

3.2 內(nèi)圈外圈發(fā)燒變色、硬度下降

這是比較嚴(yán)重的軸承故障，通常是因軸承嚴(yán)重發(fā)熱升溫，造成內(nèi)圈和輥軸（頸）的過(guò)盈配合變成間隙配合，相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)（跑內(nèi)圈）；外圈和軸承座發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)（跑外圈）。跑內(nèi)圈和跑外圈又進(jìn)一步加重軸承發(fā)熱升溫，如此反復(fù)，惡性循環(huán)，內(nèi)圈、外圈發(fā)燒變色，硬度下降；還有一種跑內(nèi)圈是其軸向固定發(fā)生松動(dòng)所引起，例如用于固定軸承內(nèi)圈的輥（軸）端螺栓沒(méi)有緊固，或者軋制中松動(dòng)，或者軋輥軸向力太大，造成螺栓斷裂。

3.3 Z嚴(yán)重的軸承故障

內(nèi)圈、外圈破裂，滾動(dòng)體破損，保持架斷開(kāi)，甚至軸承冒煙卡死，這是Z為嚴(yán)重的軸承故障。主要原因是內(nèi)圈、外圈屬于薄壁件，并且質(zhì)硬而脆，抗壓抗磨能力強(qiáng)，抗彎抗剪能力弱，必須緊密依靠剛性良好的輥軸（頸）和軸承座，才能承受滾動(dòng)體的集中壓力。換言之，內(nèi)圈、外圈所受滾動(dòng)體的集中壓力，必須直接傳到剛性良好的輥軸（頸）和軸承座上而不能獨(dú)擔(dān)。如果內(nèi)圈和輥軸（頸）配合不好、外圈和軸承座配合不好，便有可能發(fā)生內(nèi)圈、外圈獨(dú)擔(dān)破裂等問(wèn)題。因此輥軸（頸）和軸承座的尺寸、形狀和表面等都必須符合技術(shù)要求。一般合格的新的軋輥和軸承座不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，舊輥和舊座則有可能存在問(wèn)題。

冷軋帶鋼速度較快，跑偏斷帶超壓過(guò)載的意外事故很難避免。在過(guò)載保護(hù)措施不完善的情況下，這種沖擊力有可能破壞軸承，發(fā)生跑內(nèi)圈、跑外圈甚至破裂卡死等嚴(yán)重故障，繼而損傷輥軸（頸）和軸承座等部件，使其尺寸、形狀、表面等嚴(yán)重磨損產(chǎn)生溝槽或者變形。

如果裝配軸承時(shí)沒(méi)有仔細(xì)檢查測(cè)量、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，或者發(fā)現(xiàn)問(wèn)題沒(méi)有修復(fù)處理就安裝使用，那么，在軋制沖擊載荷作用下，軸承內(nèi)圈 、外圈更加容易破裂，繼而破壞滾動(dòng)體和保持架等部件。例如，某廠冷軋機(jī)曾經(jīng)有個(gè)軸承座，裝入的軸承外圈比較易裂。經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查測(cè)量，發(fā)現(xiàn)軸承座內(nèi)孔受力部位磨損刮傷比較嚴(yán)重，形成橢圓和溝槽，超差 0.3mm以上。加工修整之后再用，故障消失情況正常。

上述軸承損傷和潤(rùn)滑不良等問(wèn)題，都會(huì)造成軸承發(fā)熱升溫異常。通過(guò)觸摸檢測(cè)軸承座溫度，便可作出有效判斷，簡(jiǎn)單易行，實(shí)用可靠。

4　解決辦法

4.1 潤(rùn)滑不良和內(nèi)外圈滾道表面疲勞損傷(麻面)

（1）裝配軸承時(shí)，要清洗干凈，仔細(xì)檢查迷宮、唇形等密封，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行裝配和加注潤(rùn)滑油脂。

（2）采用油氣潤(rùn)滑改造取代傳統(tǒng)的油脂潤(rùn)滑，是較好的選擇。油氣潤(rùn)滑技術(shù)先進(jìn)，工作可靠，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。油氣潤(rùn)滑較其它潤(rùn)滑方式具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）油的利用率Z高，耗油量?jī)H為油脂潤(rùn)滑等其它潤(rùn)滑方式的 1/5 以下。

（2）壓縮空氣在軸承座內(nèi)保持正壓，從而有效防止軋制乳化液的侵入。用在易進(jìn)乳化液的下輥軸承，效果尤其明顯。

（3）不會(huì)像油脂潤(rùn)滑那樣從軸承座內(nèi)外泄，污染軋制乳化液；也不會(huì)像油霧潤(rùn)滑那樣從軸承座內(nèi)外泄，污染環(huán)境。

（4）拆裝軸承干凈省事，便于檢查，延長(zhǎng)周期，減少人員。

（5）系統(tǒng)監(jiān)控完善可靠，可以避免軸承缺油運(yùn)轉(zhuǎn)。

（6）軸承壽命提高 3～6 倍，大大減少軸承的消耗成本和備件數(shù)量。因此，油氣潤(rùn)滑特別適合工況條件差的冷軋機(jī)軋輥軸承的潤(rùn)滑。某廠有臺(tái)可逆軋機(jī)的軋輥軸承原設(shè)計(jì)為油脂潤(rùn)滑，改造換成油氣潤(rùn)滑之后（如圖 1 所示），取得了顯著的潤(rùn)滑效果和經(jīng)濟(jì)效益：軸承壽命成倍增加，兩年左右便收回了投資。

對(duì)于裝機(jī)水平低的中小冷軋機(jī)軋輥軸承潤(rùn)滑，也可考慮采用油霧潤(rùn)滑改造取代油脂潤(rùn)滑。某廠采用油霧潤(rùn)滑改造取代了一臺(tái)冷軋機(jī)的軋輥軸承油脂潤(rùn)滑，也取得了明顯的潤(rùn)滑效果和經(jīng)濟(jì)效益：軸承壽命延長(zhǎng)一倍以上，兩年左右收回投資。

外圈通常固定不轉(zhuǎn)，受力磨損部位局限在 90°范圍之內(nèi)，不像內(nèi)圈那樣旋轉(zhuǎn)、受力磨損比較均勻。因此外圈應(yīng)當(dāng)定期旋轉(zhuǎn) 90°安裝使用，可以均勻外圈的受力磨損，延長(zhǎng)使用壽命。

正確安裝軸承并且可靠加以固定，完畢還要仔細(xì)檢查；軋制使用中的發(fā)熱升溫和響聲異常等故障要及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，避免發(fā)展成軸承破碎、定位改變的嚴(yán)重故障。這樣便從安裝和使用兩個(gè)方面，避免了擋水圈和軸承座的迷宮密封發(fā)生磨損破壞。

4.2 內(nèi)外圈等部件發(fā)燒變色，斷裂破碎、冒煙卡死

裝配：裝配前仔細(xì)檢查測(cè)量軸承、輥軸（頸）和軸承座等的表面、尺寸、形狀以及游隙等，保證配合要求。出現(xiàn)表面粗糙、尺寸超差、形狀改變等問(wèn)題，必須及時(shí)修理解決，方法述下。

（1）輥軸（頸）：

直徑變小，≯0.5mm時(shí)，用磨軸后鍍鉻的方法修復(fù)；

直徑變小，0.5~1.0mm 時(shí)，可用磨軸后電刷鍍鎳的方法修復(fù)；

直徑變小，大于 1.0mm 時(shí)，可用磨軸、然后配購(gòu)非標(biāo)軸承內(nèi)圈的方法解決；

（2）軸承座內(nèi)孔：

直徑或形狀變大，≯1.0mm時(shí)，可用電刷鍍鎳的方法修復(fù)；

直徑或形狀變大，＞1.0mm 時(shí)，可用機(jī)加工修整內(nèi)孔，然后配購(gòu)非標(biāo)軸承外圈的方法修復(fù)使用。

輥軸（頸）和軸承座磨損變形的各種修復(fù)方法各有利弊和局限，需要根據(jù)具體條件加以選擇。

熱裝內(nèi)圈的加熱溫度嚴(yán)格控制在 100℃。

定期檢查測(cè)量軸承座和軋機(jī)牌坊的尺寸和配合，磨損嚴(yán)重間隙超差，就要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，以免軋制時(shí)產(chǎn)生過(guò)大沖擊負(fù)荷或者造成軋輥軸線不相平行，產(chǎn)生過(guò)大軸向力，損壞定位軸承和輥（軸）端螺栓，引起內(nèi)圈松動(dòng)。輥（軸）端螺栓一旦斷裂，就要及時(shí)處理以絕后患。

例如，某廠軋輥軸承輥（軸） 端螺栓原設(shè)計(jì)為M12，使用之中曾經(jīng)發(fā)生斷裂，造成內(nèi)圈松動(dòng)。后來(lái)加大到 M16，再?zèng)]出現(xiàn)問(wèn)題。

使用軋制過(guò)程中要重點(diǎn)關(guān)注軸承（座）發(fā)熱升溫情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停機(jī)換輥，避免發(fā)生跑內(nèi)圈、跑外圈甚至軸承斷裂破碎、冒煙卡死等故障和事故，同時(shí)避免磨損和損傷輥軸（頸）和軸承座等部件。

5　結(jié)束語(yǔ)

某廠按照上述方法改進(jìn)了軋輥軸承的裝配和使用，尤其是采用了油氣（霧）潤(rùn)滑改造取代油脂潤(rùn)滑；及時(shí)修復(fù)嚴(yán)重磨損的輥軸（頸）和軸承座以保證配合要求。改造后，取得明顯成效：軸承壽命延長(zhǎng) 1~3倍，軋制產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高，生產(chǎn)成本顯著降低。

（來(lái)源：新疆鋼鐵）