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750冷軋機支承輥軸承異常損壞分析

2018-03-22

段雷強　（軋機軸承）

　　前　言：某廠750四輥軋機支承輥軸承FCDP80112410滾動體以及對應(yīng)外圈經(jīng)常短時間內(nèi)發(fā)生破損開裂，給對軸承的使用及裝配工作帶來諸多不便。
　　針對此問題，首先對損壞軸承的滾動體及外圈進行檢驗分析，以滾動體示例：
　　1、硬度檢測
　　依據(jù)JB/T8881-2011《滾動軸承零件滲碳熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，對滾子試樣進行硬度檢測，檢驗結(jié)果見表1注明：滾子已經(jīng)使用過。

　　2、非金屬夾雜物檢驗
　　依據(jù)GB3203-82《滲碳軸承鋼技術(shù)條件》和YB-68《鉻軸承鋼技術(shù)條件》，對滾子試樣進行非金屬夾雜物檢驗。檢驗結(jié)果見表2。

　　3、淬回火組織及碳化物網(wǎng)狀檢驗
　　依據(jù)JB/T8881-2011《滾動軸承零件滲碳熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，對滾子試樣淬回火組織及碳化物網(wǎng)狀檢驗，檢驗結(jié)果見表3。

　　4、滾動體元素含量表4。

　　依據(jù)GB/T3203-1982《滲碳鋼軸承技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，對滾子試樣元素含量檢驗，檢驗結(jié)果見表4。
　　5、檢驗結(jié)果
　　依據(jù)JB/T8881-2011《滾動軸承零件滲碳熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，對滾子試樣進行硬度檢測，滾子試樣硬度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　依據(jù)GB3203-82《滲碳軸承鋼技術(shù)條件》和YB-68《鉻軸承鋼技術(shù)條件》，對滾子試樣進行非金屬夾雜物檢驗，滾子試樣非金屬夾雜物合格。
　　依據(jù)JB/T8881-2011《滾動軸承零件滲碳熱處理技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，對滾子試樣淬回火組織及碳化物網(wǎng)狀檢驗，滾子試樣金相組織合格。
　　因此在排除軸承自身原因的前提下對該廠的軸承裝配現(xiàn)場進行了時時跟蹤，并且現(xiàn)場參與了安裝、拆卸、保養(yǎng)工作尋找軸承異常損壞的主要原因：
　　一、輥系裝配結(jié)構(gòu)

　　二、裝配方式
　　FCDP軸承為可分離程度及互換性強的四列圓柱滾子軸承，其外圈及滾動體安裝在軸承箱體內(nèi)，內(nèi)圈過盈安裝在軋輥的輥徑上，再通過定位軸承把整個軸承精準(zhǔn)的鎖緊在軋輥上，至此形成軸承箱、軋輥、軸承三者的組合裝配，因其承載能力強，制造精度高，安裝后便于快速拆卸以及可實現(xiàn)零件互換的特性，常被選用為軋鋼機的支承輥軸承，做徑向載荷承載。但因其滾動體與內(nèi)外圈為直線線性接觸，故軸承自身不具備調(diào)心性能，因此軸承運轉(zhuǎn)時任何的不對中都會對軸承的使用造成異常隱患，故要求安裝精度較高。
　　三、軸承的損壞形式
　　如裝配結(jié)構(gòu)中所示，軸承靠近輥身側(cè)的滾動體經(jīng)常出現(xiàn)異常端面磨損，破損、外圈開裂現(xiàn)象。

　　四、損壞現(xiàn)象分析
　　綜合上圖損壞現(xiàn)象，及損壞位置，可以明確判斷軸承受力存在嚴(yán)重的偏載現(xiàn)象，軸承靠近輥身列的滾動體邊部應(yīng)力集中，受力較大。同時也導(dǎo)致對應(yīng)的外圈形成邊緣應(yīng)力。

　　而導(dǎo)致軸承發(fā)生偏載現(xiàn)象的因素主要是輥系出現(xiàn)交叉或傾斜，如：軋機壓下裝置故障，導(dǎo)致的輥縫差變大；下輥箱傳動側(cè)及操作側(cè)軸承座底部弧形墊板尺寸差大，導(dǎo)致傳動側(cè)及操作側(cè)軸承中心線錯位；軸承座與牌坊間隙磨損變大，軋制時出現(xiàn)剪刀差等等，都將會導(dǎo)致軸承受力的不對稱。

　　五、對應(yīng)措施
　　軸承配合件及輥系安裝：
　　軸承箱外形尺寸、孔徑尺寸、錐度須在標(biāo)準(zhǔn)范圍，如：軸承箱要有足夠的剛度要求，因軋機軸承的外圈壁厚很薄，它必須有一個有效的剛性支承才能承擔(dān)繁重的軋制負荷。軸承箱強度不夠或軸承箱孔變形嚴(yán)重的都會使軸承外圈過早的疲勞碎裂。
　　軸承箱與機架牌坊的固定點，要與軸承座中心線重合或?qū)ΨQ，以免產(chǎn)生力偶矩，使軸承偏載，見圖示。
　　盡量減小軸承箱與機架牌坊中的配合間隙，以減緩傳動不平穩(wěn)或過鋼時對軸承的沖擊。建議間隙＜0.45mm。
　　調(diào)整好襯板，避免或減小軋輥軸心線不平行產(chǎn)生產(chǎn)的夾角即交叉竄輥，以利減小軸向沖擊負荷。
　　軋機平衡系統(tǒng)要穩(wěn)定可靠，平衡力相一致，否則會產(chǎn)生軸承座歪斜或扭轉(zhuǎn)，使軸承受力不均勻且沖擊力增大。
　　軸承自身：
　　通過適當(dāng)調(diào)整軸承徑向游隙，減緩受力不均現(xiàn)象
　　調(diào)整內(nèi)圈孔徑邊部，做斜角，減少軸承邊圈與輥徑應(yīng)力
　　輥系密封結(jié)構(gòu)不良的情況下，對下輥箱的軸承自身增設(shè)密封，防止乳化液及外界顆粒物進入軸承內(nèi)部。