王敏　周敏　耿衛(wèi)國(guó)　張新慶

（安陽鋼鐵股份有限公司）

摘　要：針對(duì)安鋼1780mm熱連軋機(jī)精軋油膜軸承失效成因進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施。通過采取優(yōu)化和改進(jìn)措施后，有效地延長(zhǎng)了油膜軸承的使用壽命。

關(guān)鍵詞：油膜軸承；損壞；技術(shù)措施

安鋼1780mm熱連軋機(jī)組有七架精軋機(jī)，其支承輥的軸承為油膜軸承，共計(jì)28套，是極其關(guān)鍵的部件。2013年上半年，熱連軋機(jī)精軋機(jī)組數(shù)次出現(xiàn)停轉(zhuǎn)事故，不能生產(chǎn)，經(jīng)分析是支承輥油膜軸承集中損壞，損壞的原因是多方面的，經(jīng)過攻關(guān)改進(jìn)，解決了問題，保證了生產(chǎn)。

1、設(shè)備概況

油膜軸承，也叫液體摩擦軸承，是滑動(dòng)軸承的一種，在運(yùn)轉(zhuǎn)中軸頸和軸襯之間被一層油膜完全隔離開來，使金屬脫離接觸，形成純液體摩擦。油膜軸承能在高達(dá)25MPa的壓力下處于液體摩擦狀態(tài)，摩擦系數(shù)僅為 0.001~0.008。具有摩擦系數(shù)小、承載能力大、工作速度高、剛性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種高精密的軸承(如圖1所示)，廣泛用在現(xiàn)代的冷、熱帶鋼連軋機(jī)的支承輥上。使用油膜軸承的軋機(jī)能軋出高精度的軋件。

2、在問題及分析

2.1水封易產(chǎn)生漏點(diǎn)

1）熱連軋機(jī)組環(huán)境惡劣，工作中軋機(jī)支承輥處于大量的冷卻水中，處于支承輥兩端的油膜軸承的密封裝置性能要求較高。油膜軸承密封分為靜密封和回轉(zhuǎn)密封( 輥徑密封) 。輥徑密封由腳型密封、密封蓋、鋁環(huán)組件、水封等組成。水封的材質(zhì)是丁晴橡膠(NBR) Φ1400mm，是密封裝置中的薄弱環(huán)節(jié)，是外露零件，在整個(gè)密封的Z外面，長(zhǎng)期浸泡在軋機(jī)冷卻水中，水封如果密封失效，軋機(jī)冷卻水和氧化鐵皮將直接進(jìn)入油膜軸承。

2）支承輥端面磨損造成溝槽。水封的密封唇口壓在支承輥端面上，二者之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)間長(zhǎng)了支承輥端面會(huì)被磨出粗糙的溝槽，而粗糙的溝槽又會(huì)加劇水封的磨損?，F(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)表明，在支承輥壽命的中后期，即輥徑減小1/3時(shí)，支承輥端面上的磨損溝槽磨損嚴(yán)重，Z大能達(dá)到深3mm，寬10mm(如圖2所示) 。出現(xiàn)這種狀況時(shí)，即使更換新水封，水封唇口的壓縮量也會(huì)不足，密封性能失效。

2.2軸承污染

侵入軸承的雜質(zhì)，大多數(shù)是在軸承裝配過程中帶到軸承中的，也有部分是隨潤(rùn)滑油帶入軸承的。當(dāng)大于油膜厚度( 約20μm) 的雜物進(jìn)入軸承，輕則在襯套上劃出道道溝痕，重者損壞整套軸承。使用中，這些情況也是多見的。

2.3潤(rùn)滑系統(tǒng)大量進(jìn)水，軸承得不到有效潤(rùn)滑

因水封失效及潤(rùn)滑系統(tǒng)冷卻器故障，大量冷卻水及氧化鐵皮進(jìn)入油膜軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)，潤(rùn)滑油的粘度下降，油液乳化，侵蝕了軸承，在錐套的工作表面，襯套的內(nèi)外表面產(chǎn)生氧化層，并出現(xiàn)嚴(yán)重的銹斑。錐套的工作表面粗糙度要求為0.01~0.05，如鏡面精度。一旦起銹，銹蝕面迅速擴(kuò)展，表面光潔度指標(biāo)徹底喪失，不能使用，襯套的銹蝕一旦傷及巴氏合金層，就無法繼續(xù)使用。

2.4負(fù)壓導(dǎo)致的回油不暢和透視蓋凹陷

軋輥高速旋轉(zhuǎn)會(huì)在軸承座內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，使油膜軸承內(nèi)部氣壓低于外部氣壓，導(dǎo)致水封受吸，外部冷卻水進(jìn)入、軸承座內(nèi)回油不暢、軋輥端罩上的透視蓋凹陷等現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.5弧形板質(zhì)量問題造成油膜軸承邊緣磨損

邊緣磨損，一般發(fā)生在油膜軸承靠近輥身側(cè)的承載區(qū)邊緣，主要原因是軸承的自動(dòng)調(diào)位性能差。軋機(jī)支撐輥軸承座底部安裝有弧形板，保證軸承可在軋輥軸線的豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。工作一段時(shí)間后，弧面被壓成了窄平面，造成油膜軸承邊緣磨損。

3、改進(jìn)措施

3.1增加水封防護(hù)系統(tǒng)

1） 防護(hù)水封的設(shè)計(jì)安裝?，F(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，水封的損壞多發(fā)生在下支承輥上部約 60°部位，分析水封的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境，設(shè)計(jì)增加了一套防護(hù)水封裝置，減少冷卻水和水封的接觸。通過鋼帶緊箍到密封蓋外壁，安裝在下支承輥軸承座上，防護(hù)水封安裝使用后，起到了分流防護(hù)作用，保護(hù)水封的作用非常明顯。防護(hù)水封制造成本低，鋼帶緊箍及半環(huán)狀防護(hù)水封均具有伸縮彈性，安裝精度要求不高，維護(hù)簡(jiǎn)便，因此該防護(hù)水封在同類型機(jī)組中具有推廣應(yīng)用價(jià)值。設(shè)計(jì)原理及安裝如圖3所示。

2）支承輥端面修復(fù)。磨損嚴(yán)重的支承輥端面須進(jìn)行修復(fù)，對(duì)端面溝槽進(jìn)行補(bǔ)焊，焊后修磨平整，達(dá)?表面光滑，保證水封密封唇口和軋輥端面的正確接觸和正常壓縮量。裝配時(shí)，在軋輥端面與水封接觸的部位均勻涂抹一薄層潤(rùn)滑脂，改善水封摩擦條件。 

3.2嚴(yán)格執(zhí)行清洗規(guī)程，加強(qiáng)管控

高標(biāo)準(zhǔn)的清潔維護(hù)是延長(zhǎng)軸承使用壽命的有效手段。裝配過程中，嚴(yán)格控制清潔度，防止軸承污染。全程監(jiān)管油膜軸承的拆解和裝配工作，嚴(yán)格執(zhí)行油膜軸承的特定清洗規(guī)程。確保油膜軸承干凈清潔，裝配的每一個(gè)環(huán)節(jié)都達(dá)到技術(shù)要求。

3.3改進(jìn)潤(rùn)滑系統(tǒng)

1）油膜軸承潤(rùn)滑油的?水量要求為≤2% ，潤(rùn)滑油中的含水量若＞2% 時(shí)，不僅會(huì)破壞油膜形成，并且會(huì)使軸承產(chǎn)生銹蝕，因此必須排除排除油中水份。為此新增了一臺(tái)大功率凈油機(jī)，型號(hào)為GZL-300L /min，提高了系統(tǒng)的脫水凈化能力。同時(shí)對(duì)板式冷卻器進(jìn)行檢修，防止冷卻水進(jìn)入油中。

2）增大流量降低軸承溫度，對(duì)轉(zhuǎn)速Z高的油膜軸承進(jìn)油口的節(jié)流孔板尺寸適當(dāng)放大，提高其油膜軸承潤(rùn)滑油流量分配，使其軸承溫升控制在理想溫度內(nèi)。 

3.4增加透氣孔

為解決軸承座負(fù)壓，通過開孔使軸承座內(nèi)外相通，共進(jìn)行了兩次透氣孔改造，結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。首次的不足之處是原管接頭通氣路徑過短，特別是在下輥大量澆水的惡劣工況下，可能會(huì)從透氣孔濺水入軸承座內(nèi)，為避免出現(xiàn)透氣孔進(jìn)水的情況，將透氣孔改為“長(zhǎng)象鼻”結(jié)構(gòu)，杜絕從透氣孔進(jìn)水。

3.5改進(jìn)弧形板接觸精度

對(duì)上機(jī)備件打硬度、用樣板測(cè)量弧形面幾何精度，上機(jī)前清潔弧形板并均勻涂抹潤(rùn)滑脂防銹，對(duì)下線軋輥的弧形板表面進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)凹坑、裂紋等問題，或者弧形面線接觸變成平面接觸，必須及時(shí)更換。

4、改進(jìn)效果

通過對(duì)熱連軋油膜軸承失效問題進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，油膜軸承磨損情況得到改善，實(shí)際運(yùn)行情況表明效果良好，延長(zhǎng)了油膜軸承的使用壽命。

1）新型防護(hù)水封安裝使用后，能把氧化鐵皮、冷卻水分流隔開，保護(hù)了水封，使水封的工況條件大為改善，有效解決了水封進(jìn)水的問題，水封的更換周期延長(zhǎng)一倍。支承輥端面磨損溝槽修復(fù)后，解決了水封壓縮唇口的異常磨損。

2）在裝配過程中杜絕了雜物帶入，清潔度控制達(dá)到要求，油膜軸承磨損大大降低，軸承的壽命延長(zhǎng)數(shù)倍，同時(shí)投用大功率凈油機(jī)后，潤(rùn)滑系統(tǒng)的含水量控制到了2%以下的正常指標(biāo)，油膜軸承不再銹蝕。安裝透氣孔后，回油通暢，透視蓋不再損壞進(jìn)水?；⌒伟褰佑|良好，能保證油膜軸承在軋輥軸線的豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)自如，提高了軋機(jī)設(shè)備精度。

5、結(jié)語

安鋼通過對(duì)1780mm熱連軋油膜軸承失效問題進(jìn)行分析和技術(shù)改進(jìn)，解決了油膜軸承易磨損的難題，有效地延長(zhǎng)了油膜軸承的使用壽命。為設(shè)備的良性運(yùn)行，穩(wěn)定生產(chǎn)，發(fā)揮產(chǎn)能提供了保障。

（來源：河南冶金）