崔宏偉　蔡凱　劉山　李昌青　陳大衛(wèi)　周駿

（江西銅業(yè)加工事業(yè)部，江西南昌　330096）

摘　要：針對連鑄連軋銅管生產(chǎn)線三輥行星軋機(jī)角接觸球軸承損傷形式的特征及產(chǎn)生的原因進(jìn)行了深入的研究，研究表明行星軋機(jī)角接觸球軸承損傷的形式主要有剝落、擦傷、破裂、壓痕、咬粘等，提出了裝配及配合、潤滑、密封等合理的技術(shù)措施，為提高行星軋機(jī)角接觸球軸承的使用壽命和延長軋機(jī)的工作時間提供幫助。

關(guān)鍵詞：三輥行星軋機(jī)；角接觸球軸承；損傷；剝落；破裂；應(yīng)對措施

1、引言

銅具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、塑性加工性能，銅管被廣泛應(yīng)用于制冷等行業(yè)，目前精密銅盤管的生產(chǎn)主要采用鑄軋法，該方法具有工藝流程短、能耗低、生產(chǎn)效率高、成本低等特點。近年來，許多學(xué)者對銅盤管的三輥行星軋制工藝技術(shù)和設(shè)備等進(jìn)行了大量的研究。Chi-KangShih利用LS-DYNA3D建立起三輥行星軋制鋼棒材數(shù)值模擬模型。Chi-KangShih還對軋件變形尺寸、螺旋紋的間距和偏轉(zhuǎn)角度等與模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析。余琪等對不同軋制變形程度對三輥行星軋制管材組織和性能的影響進(jìn)行了研究。劉長榮對三輥行星軋機(jī)軋制溫變區(qū)冷卻設(shè)計進(jìn)行了研究并對其應(yīng)用進(jìn)行了闡述。董營等利用MSC.Marc軟件研究了軋制力的數(shù)值及變化規(guī)律。但是，研究三輥行星軋機(jī)維修保養(yǎng)技術(shù)較少，而在實際生產(chǎn)過程中，零部件損壞導(dǎo)致設(shè)備故障對生產(chǎn)穩(wěn)定性影響較大，如角接觸球軸承，因其損壞更換影響軋管質(zhì)量，影響生產(chǎn)穩(wěn)定順行。

本文以JTLC公司連鑄連軋銅盤管生產(chǎn)線中PSW1000三輥行星軋機(jī)的角接觸球軸承為研究對象，通過分析角接觸球軸承的工作狀態(tài)、損壞的形貌，探討軸承損壞的關(guān)鍵因素，并提出有效的預(yù)防控制措施。

2、工況特點及要求

精密銅盤管三輥行星軋機(jī)工作結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。三輥行星軋機(jī)是精密銅盤管的主要生產(chǎn)設(shè)備，經(jīng)銑面后的坯料進(jìn)入三輥行星軋制成管坯件，符合后道工序連拉所需要的規(guī)格尺寸要求，在整個生產(chǎn)過程中重要的工序之一。三輥行星軋機(jī)主要包括軋頭底座、回轉(zhuǎn)大支撐、轉(zhuǎn)子架、主驅(qū)動傳動軸、輔助傳動軸、中心軸和軸承等組成如圖1所示。在整個構(gòu)件中還有很多軸承件，其中角接觸球軸承也稱為7892軸承是三輥行星軋機(jī)的主要工作軸承之一，角接觸球軸承尺寸如圖2所示，由A、B兩列組成，B列為非承載側(cè)，A列為承載側(cè)，承載軸向力，在實際工作過程中因承載力大等惡劣環(huán)境，造成軸承剝離、開裂等缺陷，造成軋制振動，影響軋機(jī)生產(chǎn)和軋管的質(zhì)量。

針對JTLC公司軋機(jī)生產(chǎn)線2020年1-8月機(jī)械主要故障進(jìn)行了統(tǒng)計，如表所示，角接觸球軸承損傷次數(shù)雖然只有4次，但是停機(jī)時間長，累計103.8h，平均故障停機(jī)時間為26h/次，給生產(chǎn)帶來了極大的影響。

3、損傷分析及應(yīng)對措施

角接觸球軸承損傷主要形態(tài)主要有剝落、破裂和咬粘三種。對照形態(tài)，按照潤滑條件、安裝環(huán)境以及故障情況等進(jìn)行因素分析，盡管導(dǎo)致軸承損傷的原因很多，但是，導(dǎo)致本文中角接觸球軸承損傷的原因主要是安裝操作不當(dāng)、潤滑不良、密封結(jié)構(gòu)不完善等。

3.1剝落

軸承在相當(dāng)長時間達(dá)到使用壽命時出現(xiàn)的剝落稱之為疲勞剝落，但是，另外在受到異常影響出現(xiàn)早期損傷，出現(xiàn)剝落，導(dǎo)致壽命大大縮短。角接觸球軸承典型剝落缺陷如圖3所示。

經(jīng)剝落的形貌和生產(chǎn)狀態(tài)分析，內(nèi)外圈滾道面或滾動面由于疲勞出現(xiàn)了剝落的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因有安裝不到位，對中性有誤差；軸承內(nèi)面有異物、水分等進(jìn)入；潤滑不良，潤滑劑不適合；軸承間隙不合適。

為了減少角接觸球軸承的剝落損傷，主要措施是：改善安裝方法，采用專用工具安裝；選用適當(dāng)粘度的潤滑劑；加強(qiáng)巡檢，增加軸承測溫措施；改善軸承的工作密封，定期檢查設(shè)備的密封；定期檢查設(shè)備的精度。

3.2破裂

由于對圈套的擋邊或滾子圓角的局部施加了過大的載荷或沖擊，使得軸承一小部分發(fā)生了斷裂，三輥行星軋機(jī)角接觸球軸承典型破裂如圖4所示。造成角接觸球軸承破裂的主要原因有安裝時的敲擊，此時為安裝好新的軸承后，試機(jī)運行過程中就能體現(xiàn)，軋機(jī)晃動；載荷過大，超載運行，使角接觸球軸承達(dá)不到承載的要求；軸承本身材質(zhì)存在問題，使用一段時間后，出現(xiàn)裂紋，隨著設(shè)備的運行，裂紋不斷擴(kuò)大，延展至破裂。

為杜絕角接觸球軸承破裂損傷，主要措施是：安裝過程中采用熱裝，使用適當(dāng)?shù)膴A具，以免因安裝間隙過小，而使用重物敲擊等造成破裂；調(diào)整軋機(jī)的載荷，滿足軋機(jī)的軋制能力要求，減少軸承破裂的概率。

3.3咬粘

三輥行星軋機(jī)角接觸球軸承在運轉(zhuǎn)時高速運轉(zhuǎn)、急劇發(fā)熱，隨著工作時間推移，套圈、滾動體發(fā)生變色、軟化、榮敷和破損，角接觸球軸承咬粘如圖5所示。

造成角接觸球軸承咬粘的主要原因有潤滑不良，轉(zhuǎn)速過大，間隙過小，有異物進(jìn)入。為了降低軸承的咬粘不良缺陷，可以通過選用適合的潤滑劑，使用合適的潤滑方式，檢查軸承的密封、配合、間隙等措施改進(jìn)。

4、結(jié)論

影響三輥行星軋機(jī)角接觸球軸承使用壽命的因素很多，不同的影響因素造成的損傷表現(xiàn)不一樣，主要形態(tài)主要有剝落、破裂和咬粘等。

通過正確規(guī)范的角接觸球軸承的安裝、三輥行星軋機(jī)的正確操作、日常點檢維修以及適當(dāng)調(diào)整，確保軸承密封、潤滑等都十分關(guān)鍵，為了確保三輥行星軋機(jī)的穩(wěn)定運行，需要有針對性地角接觸球軸承損傷的原因進(jìn)行分析、探討和研究，并加強(qiáng)維護(hù)管理。

來源：《銅業(yè)工程》2020年5期