摘　要：為提高四輥軋機(jī)支承輥軸承使用壽命，從改進(jìn)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加強(qiáng)密封、改變換輥周期、軸承修復(fù)再利用等方面進(jìn)行了有益的嘗試。實(shí)踐證明，改進(jìn)后四輥支承輥軸承使用壽命提高了近1倍。

　　關(guān)鍵詞：支承輥軸承；壽命；密封；潤滑
　　中圖分類號：tg333.17　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：b　文章編號：1004-4620（2005）03-0062-02
　　1 前 言
　　濟(jì)南鋼鐵股份有限公司中板廠（簡稱濟(jì)鋼中板廠）四輥精軋機(jī)支承輥軸承采用四列短圓柱滾子軸承和雙列圓錐滾子軸承，圓柱滾子軸承型號6727/950y，外形尺寸為ф1300mm×ф950mm×850mm。軸承內(nèi)套熱裝于軋輥軸頸上，軋制時(shí)產(chǎn)生的徑向力主要由短圓柱滾子軸承承受。軸承采用脂潤滑，裝配時(shí)人工加入潤滑脂，使用一周左右，再用潤滑油泵補(bǔ)充新脂。隨著產(chǎn)量不斷提高，支承輥軸承在使用、裝配、維護(hù)上暴露出許多問題，主要表現(xiàn)為：軸承的保持架經(jīng)常出現(xiàn)開焊斷裂，造成滾珠散落無法裝配；長期受重載沖擊，軸承座內(nèi)孔發(fā)生橢圓變形，軸承滾珠受力不均勻；軸承密封效果不好，潤滑脂泄漏嚴(yán)重，需經(jīng)常補(bǔ)充潤滑脂，軋輥冷卻水易進(jìn)入軸承內(nèi)，滾道及滾珠接觸面不易形成潤滑油膜，經(jīng)常處于干摩擦狀態(tài)，軸承損壞較為頻繁。平均年損壞軸承7套，每套價(jià)值24萬元。為了減少軸承消耗，降低生產(chǎn)成本，針對支承輥軸承存在的問題，從工藝和設(shè)備方面進(jìn)行了改進(jìn)。
　　2 提高軸承壽命的措施
　　2.1 改進(jìn)軸承結(jié)構(gòu)
　　針對支承輥軸承支柱早期開焊斷裂的損壞現(xiàn)象，濟(jì)鋼中板廠與軸承生產(chǎn)廠家合作，改進(jìn)了支柱材料，提高了支柱與保持架擋圈的焊接強(qiáng)度。同時(shí)加大滾子直徑，以滿足承受徑向負(fù)荷和一定的軸向負(fù)荷的實(shí)際工況。適當(dāng)減小了保持架兩側(cè)擋板的厚度，從而減輕了保持架重量，減小了頻繁正反轉(zhuǎn)對銷軸的慣性沖擊力。
　　2.2 軸承密封的改進(jìn)
　　支承輥軸承采用圖1所示的密封結(jié)構(gòu)，熱裝于輥頸上的肩環(huán)與靜止的軸承座端蓋形成了迷宮密封?？拷S承處有2道唇形密封，利用迷宮密封產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，達(dá)到限制泄漏的目的。迷宮密封的特點(diǎn)是：間隙越小，密封效果越好。但由于支承輥尺寸大，迷宮密封中運(yùn)動件和靜止件間隙達(dá)2～5mm，在軋輥冷卻水流量較大的情況下，冷卻水很容易越過迷宮密封。唇形密封安裝過程中箍緊彈簧掉落，橡膠老化，軸承間隙過大超出了密封件的彈性補(bǔ)償范圍等原因?qū)е旅芊馐?，水就容易通過第2道密封進(jìn)入軸承內(nèi)，潤滑脂也容易泄漏。
　　改進(jìn)后的密封結(jié)構(gòu)如圖2所示，將鋼板彎成半圓弧形，焊接在軸承端蓋部位，鋼板與軋輥軸向距離為5mm,可以減少冷卻水的進(jìn)入量。在肩環(huán)處焊接擋水環(huán),擋水環(huán)可以把滲漏的少量氧化鐵皮及水甩出，進(jìn)入迷宮密封的只是極少量的水。在兩唇形密封間安裝石墨盤根，對油脂及水起阻擋作用。
　　2.3 軸承的修復(fù)與裝配
　　2.3.1 軸承的修復(fù) 軸承外圈與軸承座孔采用的是較松的配合，理論上，軋輥轉(zhuǎn)動時(shí)，套圈能產(chǎn)生微小的周向位移，使外圈各部分能緩慢的輪換進(jìn)入承載區(qū)，但實(shí)際上，由于軋制壓力大，軸承座存在橢圓，因此，外圈幾乎不存在周向位移。由于軸承存在徑向間隙，下半周范圍內(nèi)的滾珠與內(nèi)、外圈滾道產(chǎn)生彈性變形，而上半周范圍內(nèi)，滾珠與內(nèi)外圈滾道出現(xiàn)間隙，載荷主要分布在下半周。在頻繁軋制力作用下，外圈易發(fā)生疲勞破壞，如有水及雜物進(jìn)入，潤滑油膜不易形成，極易產(chǎn)生剝落。如處理不及時(shí)，會造成滾珠及保持架的損壞。為此，根據(jù)軸承使用周期，測量滾珠外徑尺寸判斷磨損情況，分別進(jìn)行修復(fù)。
　　滾珠磨損嚴(yán)重的，將軸承外套整形消除橢圓度，修磨外套內(nèi)表面，磨削量一般不超過1mm，由于滲碳層為5～6mm，所以表面硬度不會降低，配對滾珠直徑相應(yīng)增大，達(dá)到與軋輥內(nèi)套配合時(shí)保持徑向游隙不變。外套剝落嚴(yán)重的，對剝落面清洗干凈，用冷焊工藝將剝落面補(bǔ)齊，再進(jìn)行整形及修磨，根據(jù)修磨直徑確定滾珠直徑大小。修復(fù)時(shí)作好載荷區(qū)的標(biāo)記，修復(fù)后，裝配時(shí)轉(zhuǎn)換一定角度放置，使原載荷區(qū)變?yōu)榉禽d荷區(qū)。
　　針對軸承使用過程中出現(xiàn)的保持架散落現(xiàn)象，修復(fù)時(shí)增大了滾珠柱銷與保持架的焊接量。配制滾珠時(shí)，滾珠兩端磨削成圓錐形，磨削量0.05mm，長度20mm,減少滾珠邊緣的應(yīng)力集中，防止?jié)L珠及滾道邊緣的損壞。
　　2.3.2 軸承座的修復(fù) 在軋制力作用下，軸承座發(fā)生塑性變形，軸承座孔產(chǎn)生橢圓。對橢圓超過0.5mm的軸承座孔，經(jīng)焊補(bǔ)修復(fù)后，選擇定位基準(zhǔn)重新加工內(nèi)孔，確保軸承座內(nèi)孔尺寸符合圖紙要求。
　　2.3.3 裝配方法的改進(jìn) 在拆卸檢修及二次裝輥過程中，重新裝配時(shí)，將軸承外套轉(zhuǎn)動90°或120°使用，使載荷區(qū)轉(zhuǎn)為非載荷區(qū)，同時(shí)徹底清理原有的失效油脂，去除鐵屑和雜質(zhì)，以避免對滾珠造成損害。
　　2.4 潤滑脂的使用
　　支承輥的潤滑應(yīng)選用粘附性強(qiáng)、抗水性好的極壓潤滑脂，即使在有水的情況下，也不會影響機(jī)械安定性，不易軟化，仍能在金屬表面形成潤滑油膜。
　　裝配軋輥時(shí)，軸承內(nèi)添加的是復(fù)合鋰基脂，使用初期粘附性較好，但隨使用周期的延長，粘附性減弱。補(bǔ)充新脂時(shí)，為了提高泵的輸送性，采用了00#減速機(jī)脂與軋輥軸承脂混合的方法。使用表明，混和使用效果不明顯，添加后易流失。所以冬季改用1#極壓鋰基脂，夏季用2#極壓鋰基潤滑脂，油脂價(jià)格與00#減速機(jī)脂接近。經(jīng)使用表明，流失量減少，潤滑脂消耗量減少，但在有水混入的情況下，因發(fā)生乳化，使粘附性減弱。因此，準(zhǔn)備添加抗水性好的鋁基脂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
　　2.5 換輥周期的改變
　　對換下來的上下支承輥軸承進(jìn)行比較， 發(fā)現(xiàn)上支承輥軸承潤滑狀況較好，而下支承輥由于進(jìn)水較多，潤滑不良，軸承損壞也主要發(fā)生在下支承輥。因此，改變了同時(shí)更換上下支承輥的做法， 將下支承輥的換輥周期由1個月提前至3周，而上支承輥換輥周期仍為1個月，便于檢修時(shí)的安排和對下支承輥軸承的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行處理。
　　3 改進(jìn)效果
　　采取上述改進(jìn)措施后，四輥軸承的使用狀況明顯改善：
　　（1）軸承的使用壽命由原來的3～4個月提高了近1倍，緩解了生產(chǎn)壓力，降低了軸承消耗費(fèi)用；
　?。?）修復(fù)后軸承的精度不受影響，沒有出現(xiàn)因軸承質(zhì)量問題影響生產(chǎn)的情況，而修復(fù)費(fèi)用不到新軸承的一半，從而降低了生產(chǎn)成本；
　?。?）改變潤滑脂品種和注油方式，由原來的每天補(bǔ)充新脂，降低到每隔3天補(bǔ)充一次新脂，油脂消耗量由每月1.5t降至1t，材料費(fèi)用明顯減少。