摘要：對軋機(jī)軸承失效的原因進(jìn)行了分析,結(jié)果表明有40%～50%的軸承失效是由于安裝調(diào)整、使用和維護(hù)不當(dāng)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(dāng)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(shí)踐證明,效果良好。
我國軋機(jī)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(dǎo)致軸承失效的原因大致可以歸結(jié)為兩個(gè)方面：一個(gè)是內(nèi)在因素,如設(shè)計(jì)、制造工藝和原材料質(zhì)量等。另一個(gè)是外在因素,如軸承在使用時(shí)的安裝調(diào)整、保養(yǎng)和維護(hù)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(jìn)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(jī)軸承的壽命。
結(jié)合我廠軋機(jī)軸承多年的使用情況,對使用的軋機(jī)軸承的失效進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明有40%～50%的軸承故障失效是由于安裝調(diào)整、使用和維護(hù)修理不當(dāng)所造成的。因而,對其進(jìn)行研究和改進(jìn)是非常重要的。
1提高軸承座孔間的同軸度,并適當(dāng)加大軸承座孔的公差
由于軋機(jī)制造精度低使用年限較長,機(jī)架調(diào)整精度低,軋機(jī)組裝完成后,軸承座孔之間出現(xiàn)較大的同軸度差,使得軋機(jī)機(jī)架兩端的軸承受力不均勻,在局部產(chǎn)生應(yīng)力集中,當(dāng)潤滑不良時(shí)易產(chǎn)生很高的摩擦熱,從而造成軸承局部點(diǎn)蝕、剝落及熱粘著與抱死。因而,結(jié)合軋機(jī)的實(shí)際情況采取了改進(jìn)措施：一是在安裝和調(diào)整機(jī)座時(shí),用水準(zhǔn)儀校正軸承座,提高兩個(gè)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(xiàn)在采用的是脂潤滑。由于立式軋機(jī)的結(jié)構(gòu)決定其軋輥在旋轉(zhuǎn)時(shí),從軸承座上部中間和軸承座外側(cè)(朝向輥頭)處注入的油脂不能很好地進(jìn)入軋機(jī)軸承內(nèi)部,且易流失,造成軋機(jī)工作時(shí)軸承工作表面處于貧油狀態(tài),導(dǎo)致軸承早期失效。為此,改進(jìn)了軸承座的油路,在軸承座內(nèi)側(cè)(朝向輥身)增設(shè)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(yīng)力線軋機(jī)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(shí)先不涂油脂,裝配完成后,通過軸承座上的油路向軸承內(nèi)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(chǎn)生的真空間隙。
3軋機(jī)軸承安裝
由于短應(yīng)力線軋機(jī)的固定端同時(shí)也是軋機(jī)的精密調(diào)整端,以前在裝配調(diào)整時(shí)不注意,造成軸向調(diào)整不良,引發(fā)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(nèi)側(cè)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(nèi)側(cè)。
(3)將四列圓柱滾子軸承推靠在內(nèi)側(cè)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(cè)軸承端蓋,止口頂住四列圓柱滾子軸承外圈的另一側(cè),間隙為零,用螺栓將軸承端蓋緊固在軸承座外側(cè)。
(5)將軸向調(diào)整套旋入軸承外端蓋,旋轉(zhuǎn)到頂住軸承端蓋后再退回一個(gè)螺距(4ｍｍ)
(6)使蝸桿調(diào)整定位環(huán)緊靠住外側(cè)軸承端蓋,用一個(gè)Ｍ16的螺桿將蝸桿調(diào)整定位環(huán)固定在軸承端蓋上。
(7)將止推軸承推入軸向調(diào)整套,使軸承外圈緊靠住軸向調(diào)整套。
(8)將調(diào)整螺母旋入調(diào)整法蘭,將這兩個(gè)組合好的部件,用螺栓穿過蝸桿調(diào)整定位環(huán)固定在軸承端蓋上。
(9)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母,使調(diào)整螺母的止口頂住止推軸承另一側(cè)的外圈并鎖緊。
(10)用螺栓將調(diào)整螺母與軸向調(diào)整套連接在一起。
(11)從軸承座內(nèi)側(cè)裝入軸承壓套,使其凸臺(tái)頂住止推軸承中間的軸圈。
(12)將裝配好軸承內(nèi)圈和擋環(huán)的軋輥裝入軸承座內(nèi),使軸承內(nèi)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(jīng)過這樣的安裝調(diào)整,軋機(jī)軸向安裝調(diào)整精度有了很大的提高,使軸承的故障率降低,軋材的質(zhì)量提高。
4軸承的合理選型
我廠中軋機(jī)的止推軸承原來的設(shè)計(jì)選型為雙列角接觸球軸承(4936Ｘ3Ｄ),由于軋機(jī)部件的長期使用與磨損,造成軸承座與應(yīng)力柱之間的擺動(dòng)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(jī)停機(jī),嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。為此,選用了結(jié)構(gòu)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(shí)采用換位工作法
在軋機(jī)工作時(shí)整套軸承承受很大的徑向軋制力,同時(shí)其內(nèi)圈隨軋輥一起旋轉(zhuǎn),外圈不旋轉(zhuǎn)[3]。對于外圈而言,在軋制過程中,外圈滾道始終在一固定點(diǎn)處連續(xù)承受軋制力,會(huì)使外滾道過早發(fā)生疲勞剝落,從而導(dǎo)致軸承失效。為此,我們對軸承進(jìn)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(jī)架的軸承座編號(hào)為跟蹤依據(jù),記錄軸承的上、下線時(shí)間,清洗和換位安裝情況。
(2)在各軸承座上標(biāo)定出參考點(diǎn)Ｃ,在每套軸承外圈端面相隔90°的位置標(biāo)上1、2、3、4。
(3)新軸承外圈及滾子組件往軸承座上裝配時(shí),將其標(biāo)注1的點(diǎn)與軸承座的參考點(diǎn)Ｃ對齊裝配并做好記錄。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),在其1/2的使用壽命時(shí)(取整為軋輥更換周期的整數(shù)倍)將軸承外圈及滾子組件從軸承座上取下來(采用液壓設(shè)備拆卸外圈,減少外圈的損傷）
(4)旋轉(zhuǎn)外圈,使2點(diǎn)與Ｃ點(diǎn)對齊,進(jìn)行裝配并按(3)進(jìn)行操作。
(5)按上述方法依次進(jìn)行,直到外圈上的4個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)完為止。整個(gè)更換過程為一循環(huán)。
(6)一循環(huán)之后,對軸承進(jìn)行徹底清洗檢查,如果軸承各部位未發(fā)現(xiàn)異常則說明該軸承仍具有使用價(jià)值,可重新安裝使用。將外圈上1、3點(diǎn)之間的中點(diǎn)與Ｃ點(diǎn)對齊進(jìn)行安裝并做好記錄。在其1/4的使用壽命時(shí),將軸承外圈及滾子組件從軸承座上取下來。
(7)旋轉(zhuǎn)至外圈標(biāo)注2、4點(diǎn)之間的中點(diǎn)與Ｃ點(diǎn)對齊,進(jìn)行裝配并做好記錄。按(6)進(jìn)行操作。
(8)按上述方法依次類推,直到4個(gè)中點(diǎn)轉(zhuǎn)完為止。整個(gè)更換過程叫做第二循環(huán)。重復(fù)以上操作規(guī)程,直到軸承損壞為止。可以有第三、第四循環(huán)。
軸承換位工作法的現(xiàn)場試驗(yàn)取得了良好的效果。以棒材中軋第四架軋機(jī)下輥固定端的軋機(jī)軸承為例,使用換位工作法前,其軸承的經(jīng)驗(yàn)壽命為450ｈ,該軋機(jī)軋輥的更換周期為72ｈ。使用軸承換位工作法后,軸承的累計(jì)使用壽命為1440ｈ,大大超過了以前的經(jīng)驗(yàn)壽命。
通過對軋機(jī)軸承使用方法的改善,顯著提高了軋機(jī)軸承的使用壽命,減少了軋機(jī)故障停機(jī)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。
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可逆軋機(jī)
