轴承最终的平均轧钢量.doc

目前，国内的轧钢厂的轧辊轴承消耗都比较大（大于3元/吨材），实际生产过程中轧机轴承很难达到设计寿命。数据来源：三维网总工; /discuz/thread-457479-1-1.html轴承最终的平均轧钢量已超过70万吨武钢3000mm中厚板轧钢机工作辊用长寿命轴承国家鉴定会总结 5 O0 : P9 4 G7 mN三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa成都科华重型轴承有限公司 成都重型轴承研究所# M! W+ d( u/ c1 q武汉钢铁集团公司轧板厂3000轧钢机是二重采用德国德马克公司技术，为武钢技术改造设计、制造的先进的四辊轧机。该机的支承辊采用油膜轴承，工作辊采用四列圆锥滚子轴承。因受主机设计空间的限制，二重选用了3819/560（10779/560E）四列圆锥滚子轴承，该轴承的外形尺寸为dDB（T）=560750368。同时二重及武钢均提出了轴承设计水平应与国外先进水平相当，使用寿命要达到轧钢30万吨以上。为满足主机设计及使用要求，成都科华重型轴承有限公司（成都重型轴承研究所）采用了国内独创的“滚动轴承极限设计方法”对3819/560E轴承进行了设计计算，在尚留有设计储备前提下，加大了滚子直径及长度，使该轴承的额定动载荷达到7100KN，额定静载荷达到19200 KN。查阅1995年洛轴所编写的全国滚动轴承产品样本，该轴承原有的额定动载荷为4370 KN，额定静载荷为13300 KN。两相比较，成都科华重轴公司轴承的额定动载荷是原有轴承的1.6247倍，额定寿命则是原有轴承的5.04倍。轴承主材采用了高可靠性和长寿命的电渣重熔钢：G20Cr2Ni4A，确保大幅度提高轴承的使用寿命；在热加工方面采取了细化组织、减小热处理变形的有效措施，保证了轴承零件的金相组织及硬度的均匀，提高了轴承寿命；围绕多列轴承受力均匀的要求，在冷热加工的工艺、工装、检测及装配方面采取了一系列提高轴承寿命的有效措施，以保证达到轴承应有的使用寿命。通过二年多来的使用证明，成都重型轴承研究所与武钢轧板厂共同研制开发的长寿命轴承取得了可喜成果，轴承的平均轧钢量己超过50万吨，已高于原中厚板轧机用轴承的轧钢量一倍以上，确属长寿命中厚板轧机轴承，超过了设计及使用单位对该轴承的预期要求，除二套轴承因故障损坏外，其余轴承仍在使用中。3 N; m7 L% , u2 p7 p$ j2 H2001年8月24日，国家经贸委委托四川省经贸委在湖北省武汉市主持召开了3000mm中板轧机用长寿命轴承3819/560（10779/560E）新产品鉴定会。鉴定委员会审阅了由成都重型轴承研究所和武钢轧板厂联合向鉴定委员会提供的全套技术资料，听取了研制、使用、检测、标准化、工艺审查及查新等各项报告和质疑答辩，并对轴承的使用现场进行了实地考察和验证。鉴定委员会经过认真评审，形成鉴定意见如下：, T- a& U6 y) G; WD1.提供的技术资料清晰完整，数据准确可靠，符合国家产业技术政策和新产品鉴定要求。. ?) d9 2 x4 J0 B三维网技术论坛2.所研制的长寿命轴承设计先进（采用了独创的极限设计方法），选材精良（优质电渣重溶渗碳钢），加工工艺合理，轴承的设计制造综合技术水平达国内领先水平。三维网技术论坛5 K! E n- M! s u# s# i3.使用报告提供的数据表明，所研制的长寿命轴承自1999年运行至今，平均轧钢量已达50万吨，超过了主机设计要求（轧钢量30万吨），也大大超过了国内同类轴承的平均使用寿命，达国内先进水平。- f$ n2 C& v# H: s三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江鉴定委员会一致同意通过鉴定。建议进一步加大推广应用范围，并推荐该产品申报国家级新产品。2 d$ I0 C8 H WcG d三维网技术论坛附注：三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江. k! N$ g. e9 hk! 1.本项目已获2002年度国家重点新产品证书。三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江$ X2 w* J0 ) M5 2.该轴承最终的平均轧钢量已超过70万吨。延长大型轧机轴承寿命研究0 x) M/ r* z, a- x) G5 u% O8 L自80年代以来，国内外大型板带热（冷）连轧机均配置了弯辊装置，普遍存在工作辊轴承寿命短，甚至发生烧熔事故，使得维修工作量增加，作业率降低，成本提高，造成巨大的经济损失，严重困扰着轧制生产。目前，准确计算和测量单列滚动轴承承载时的载荷分布是比较困难的事，探索多列滚动轴承载荷分布乃是世界上许多研究者倍加关注的问题。轧机轴承属多列滚动轴承，由于轧机载荷大和辊系空间小等条件限制，轴承座必须是比较单薄的结构。这种特殊的结构必然使轴承载荷分布发生变化。R. L. Ebaugh和J. V. Poplawski曾在Iron & Steel Engineer上撰文论述了操作条件和维护与工作辊轴承性能之间的关系，给出了采用非接触问题的有限元法的计算结果，该结果与实际尚有较大差距，并且没有实验验证。目前有关对轧机轴承载荷分布的测量报道较少，主要是由于轧机轴承系统结构的复杂性，又要在运转状况下测量工作载荷，使测试难度增大。关于对热连轧机轴承径向载荷分布的测试，尚未见报道。轧机属于重载机构，计算轧机轴承载荷应考虑到构件变形、不均匀温度场、间隙、冲击、摩擦与润滑等因素的影响。在一些重载机构或构件刚性相对较小的机构中，构件的变形将显著影响机器的运行行为。因此，设计这类机构时，必须纳入构件变形的影响，以使所设计的机构在负载状态仍能保持刚性构件假设下所具有的运动、承载特征。轧辊为弹性体，受载弯曲是不可避免的，因而传统四辊轧机的工作辊轴承中存在严重的偏载行为。这一问题长期以来一直没有引起人们的足够重视，由此引发的轴承低寿命、异常烧损和疲劳剥落等损失。经过十多年的探索，我们利用轧机综合自位理论对轧机轧轴承约束机构进行了全面改造，从根本上解决轧机烧损轴承问题。该方法为多列轴承均载特性研究创出了一条新路，为提高大型轧机设计技术和轧钢生产质量创造了条件。理论分析和现场试验结果都充分验证了自适应均载装置的合理和正确性。该方法为多列轴承均载特性研究创出了一条新路，为提高大型轧机设计技术和轧钢生产质量创造了条件。三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江- T- z& 4 p4 W8 c; M本成果是针对延长轧机轴承寿命开展了轧机轴承载荷特性理论研究、工程测试研究及轧机轴承自适应均载等方面的研究。! H( w9 x8 9 u0 W# o7 S在国家科技部、山西省科技厅和宝钢的项目支持下，完成了轧辊轴承和轴承座的受热和受力分析、轧机工作辊轴承易损的新理论研究、轴承座及轴向固定装置结构设计、轴承座及轴向固定装置结构设计、轴承及轴承座载荷分布及温度分布的理论研究、试验研究及工业考核等工作。在以下几方面获得了创新性成果。6 # b# U t: r0 w7 I4 s三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa（1）用三维弹性有摩擦接触边界元法专用程序分析弯辊力作用下的轴承的负荷特性，用边界元法或有限元法分析轴承的热变形，在此基础上，研究并发现了工作辊多列轴承偏载及各列偏载状况；三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江 N2 f7 S. q. U; y; j9 _1 J! （2）用轧机综合自位理论发明出新型轴承座约束杆系机构，在弯辊力和轴向力联合作用下，既能轴向固定轧辊且能保证自位性能；4 S% m; l! g; s0 l（3）研制出轴承座与弯辊柱塞间的联接副代替原高速机构,即可保证轴承座自位又可增强承受弯辊力能力。! g% W5 P+ J/ H（4）优化轴承座镗孔曲线，使其在高速下受热变形后各列轴承间隙相同，保证均载。9 e2 w& g2 S0 . d tv三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa（5）给出了轴承各列辊子径向载荷、工作辊轴向力，轴承座及轴承温度等测量技术；0 q- E/ g1 t2 e, E3 该研究为从根本上解决了大型轧机轴承寿命短的问题奠定了理论基础，成果已用于宝钢2050热连轧机上，有效地解决了轧机组合轴承长期困扰的短寿烧损问题。经现场在线对比测试显示，本装置将组合轴承原偏载系数偏载系数1.47降低至1.04；原偏载率下降80%以上，将进口德国SKF组合轴承寿命由3209小时提高至10670小时，国产瓦房店组合轴承寿命由1300h提高到4120小时，以取得了显著的经济效益，并对我国实现大型板带轧机成套设备国产化具有重要意义。& oE! g3 t2 S, a( q# 0 D该项研究获得专利4项（发明专利1项、实用新型专利3项），在机械工程学报、工程力学等一级学术期刊上发表论文20余篇。取得了良好的社会效益。合理使用轧辊轴承降本增效 3 1 Gp5 N; Q7 目前轧辊轴承主要有滚动轴承和滑动轴承两类。三维网技术论坛, . O4 c! Y8 ( r 滚动轴承大多采用双列球面滚子轴承、双列四列圆锥滚子轴承、多列圆柱滚子轴承。滚动轴承刚性大、摩擦系数较小，但抗冲击性能差，外形尺寸大。/ Z6 Q* t2 P9 a7 Z. J+ x* N8 L& f6 S滑动轴承按摩擦方式分为半干摩擦和液体摩擦。半干摩擦滑动轴承主要是开式酚醛类布树脂轴承（即胶木瓦）或铜瓦、尼龙瓦。它们靠水润滑，摩擦系数大、精度低、磨损严重，主要用于初轧机，现已逐步被各厂淘汰。液体摩擦轴承通常称油膜轴承、有动压、静压、静动压三种。润滑剂为高压油，在轧辊辊颈与轴承间建立起油膜，避免了它们的直接接触磨擦，磨擦系数小、速度范围大、刚性好、精度高、寿命长。1 G3 T) m& ED, C* f+ H油膜轴承逐渐受宠. h% o% F+ c M7 ?) a让我们对油膜轴承的优点进行进一步剖析。, 8 H3 I) t) ( v6 A2 * G三维网技术论坛所谓磨擦系数小，是因为油膜的隔离作用，在稳定工作时，磨擦系数为0.0010.005，与滚动轴承大致相同，磨擦损耗低，节约能源。% l5 V; E+ L& X% b6 A$ j( B所谓承载能力高，指的是在轧辊直径相同情况下，油膜轴承的辊颈是圆锥形，滚动轴承的辊颈是圆柱形，油膜轴承辊颈根部尺寸比滚动轴承大许多，强度高40%左右。三维网技术论坛 e4 l1 G# i所谓速度范围广，指的是无论用在高速线材轧机（120m/s），还是板带轧机（1040m/s）均能保证较高的轧制精度（0.02mm），尤其中板单机架可逆轧机，正向轧制后，轧辊停转，再反向启动。并常出现“带钢压下”即在轧件尾部还没有抛出时即停转，并在零转速下加载（压下）再反向启动。油膜轴承适合轧制速度由正到零，由零到负的可逆（正、反转）状态下工作。三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江: 3 Z! s( Q$ P& T6 h6 KA/ k$ Z所谓使用寿命长，指的是油膜轴承是液体磨擦，轴承工作面的磨损近于零，无磨损元件（滚子、保持架），在正常使用条件下，其寿命可达1020年，而滚动轴承寿命为1年左右。5 % h; K/ T* t; J$ . y0 Z三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江所谓体积小、结构紧凑，指的是在承载能力相同时，其体积比滚动轴承小，因油膜轴承没有滚子、保持架，使轴承座轴向空间减小很多，在轧辊和牌坊窗口尺寸相同时，轴承座上多余的空间，就可设置轧辊平衡缸、弯辊装置、牌坊预应力装置，以实现板形、板厚自动控制。3 U0 x; _& h* JS/ f所谓抗冲击能力强，指的是轴承的负荷就是轧制力，即轧件的变形抗力，通常轧件是在被咬入时进行轧制的，载荷是突然建立起来，轧辊轴承所受的是冲击载荷，滚动轴承是刚性接触，它无法承受冲击载荷，所以寿命短，而油膜轴承是轧辊辊颈与轴承间的油膜垫起到了缓冲作用，当轧辊受到冲击时，就要排挤轧辊与轴承间的油，而间隙很小，油又粘，油受压产生巨大的抵抗力，此力平衡突加的冲击载荷，使轴承免于受损。9 E7 K, A% x( s三维网技术论坛所谓抗污染能力强，指的是中板轧机环境差，粉尘、冷却水、氧化铁皮、高温。滚动轴承的密封条件较差，很容易受到污染，而油膜轴承的密封良好具有固定密封和回转密封，能长期在极差的环境下正常工作。三维网技术论坛! t r D6 ?+ s3 p/ Q& t1 a! R由于油膜轴承具有上述许多优点，现已广泛用于中厚板轧机，冷热连轧机的轧辊轴承上。但是，油膜轴承润滑系统复杂，一次投资大，油膜轴承要求油过滤精度高保证油膜厚度，大的润滑油流量保证循环润滑和冷却，高灵敏的自调节能力以满足转速变化，所以润滑系统庞大，地下润滑站的建立，使一次性投资非常大。- f& |9 D) U( |# I) Z三维网技术论坛降低滚动轴承消耗刻不容缓三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江7 A7 H# X+ xI 4 T9 |滚动轴承由于抗污染、抗冲击能力差、使用寿命短、事故率高、消耗高、影响生产。5 - L8 Pm& m! q; a% 6 F三维网技术论坛针对滚动轴承使用的上述局限性，为尽量提高轴承的使用寿命，避免事故发生，近年来轧钢企业不断对支承辊轴承的使用、制造、安装进行了下列改进。, _2 k7 X9 L/ P% k$ K三维网技术论坛一是轴承结构的改变。6727/950轴承销子（支柱）原采用一端螺纹，一端焊接的结构，使用过程中常造成销子脱落、断裂，将结构改造，销子两端均采用焊接到垫圈上方式，取消螺纹联接，加大焊接坡口尺寸，提高焊接效果，减少因销子脱落事故。% r/ V# J) ?! b+ e三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa二是改进润滑脂。/ T. v- F1 Z1 三是提高密封效果。密封效果不好，造成冷却水、氧化铁皮大量浸入，润滑脂流失，铁皮压入，造成压坑、麻点、掉皮、甚至卡死，因此每次装配轴承时，认真检查，密封状况，确认钢骨架是否微变形，橡胶是否老化、弹性消失。密封圈使用记录，及时更换。$ s M5 K . _四是制定合理使用更换周期，滚动轴承经一段时间使用后，内部产生疲劳应力，缩短使用时间，及时消除应力，定期更换，避免事故损坏。* K! G: K1 k# j/ y% M* 上述改进，取得了显著的效果，一些轧钢厂降低了轴承消耗节约了成本，保持了轧钢生产顺利。武钢1700热连轧机工作辊轴承的使用总结( t1 g _% V5 p2 U3 m9 s8 y三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa武钢热轧带钢厂 唐本立 三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江- b7 H0 i# _5 E& e武钢1700热连轧机是我国70年代从日本引进的第一套现代化宽带钢热连轧机机组，1978年投产，设计年产量为306万吨。通过多年来不断的技术改造和系统优化，特别是九十年代初期在七机架精轧机后段（F4-F7轧机）进行弯辊窜辊板型控制系统改造后，主体装备已经达到了九十年代热连轧机的先进水平，年产量已达到350万吨，产品质量也稳步提高，在市场竞争中的优势明显。三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江 m4 u8 / m% O A一、普通轴承使用情况! Z$ Y& q7 A+ X0 i5 U: q三维网技术论坛武钢1700热连轧机，1999年以前轧机工作辊一直使用普通四列圆锥滚子轴承。轴承在轧辊上的装配结构（以精轧工作辊为例）如下图一所示。. C* Z$ 3 H/ x1 E3 q9 p9 ?) E$ y2 c: I* z从上图我们可以看到，在轴承两侧，轴承座上安装了唇形密封和防鳞挡水密封。理论上轴承处于相对密封的环境中，轴承的润滑能得到保证, 但实际情况与之相比有较大的差距。这是因为：- A2 n/ u$ u8 i: Y& I三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa轴承工况恶劣，使用环境差。热带钢轧机作业时，轧机轴承要经受高温、高速、重载、冲击、高压水冲刷等条件的考验。/ L3 | g3 I8 z- N& D三维网技术论坛轴承装拆频繁。由于武钢1700热轧机轧辊磨削工艺设备的限定，轧辊只能拆卸轴承座后才能磨削。对精轧工作辊轴承而言，因为轧辊和轴承座数量的限制，每套轴承每天要经过多次装拆。在其清洗周期内常常装拆上千次。轴承装拆频繁不可避免地影响密封的性能。$ k; % t: y9 W G0 J0 F4 F从生产实践看，在轴承座安装新密封的前期，轴承存在或多或少的进水量，在密封使用期的后段，进水的情形更明显。轴承进水往往带来一系列的恶果。在高速旋转时，轴承的内压及2.3Mpa轧辊冷却水的冲刷，会使轴承润滑脂流失，同时轧辊冷却水会将氧化铁鳞等机械杂质带入轴承，轴承的滚子和滚道因此产生压痕，最终造成点蚀，乃至疲劳剥落，处理不及时，会造成轴承事故。润滑不良也会直接造成轴承烧损事故。& w( e. K& ) O三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江基于上述情况，轴承维护工艺要求轴承每次上机前必须补充新润滑脂。在过去的二十多年中，我们一直按照这种工艺维持轴承运行。5 + |0 |* e, p3 E三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江在这种条件下，轴承润滑脂消耗量大。同时轴承工作的润滑条件得不到有力保证，轴承的使用寿命较短，轴承烧损抱辊的现象也时有发生。4 O( Y9 I4 E4 E* f三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa二、密封轴承的特点! ) B) c* M2 g- d) 3 f三维网技术论坛显而易见，普通四列圆锥滚子轴承在使用时存在诸多问题。我们了解到世界轧机轴承技术的发展趋势，是采用密封型四列圆锥滚子轴承对普通四列圆锥滚子轴承进行更新换代。由于精轧机工作辊轴承占用量大，轧制速度高，换辊周期短，油脂消耗量和轴承事故率占车间总量90%以上。经过仔细研究，我们决定采用密封型四列圆锥滚子轴承新技术对精轧工作辊轴承进行改造。使用密封型四列圆锥滚子轴承，轴承座原来安装的密封仍然保留，而在轴承上增加了多处密封。轴承的密封性能大为加强，这样可以较好地阻止轧钢冷却水混入轴承，也可以防止润滑脂流出，轴承的润滑效果显著改善。下面是密封轴承的简图。8 X1 O! o) W$ C3 S5 q三维网技术论坛下图是密封轴承在轧辊上的装配结构（以精轧工作辊为例）：5 j2 - u$ c. S三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江 0 g7 YH- N3 n+ a; Q三维网技术论坛下图是密封轴承在轧辊上的装配结构（以精轧工作辊为例）：三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江; y( r( F( Z( h9 8 _( l& o+ sl6 l- v9 v/ c, q密封型四列圆锥滚子轴承和普通四列圆锥滚子轴承装配尺寸完全相同，装配结构也基本相同，区别是密封型四列圆锥滚子轴承两侧新加了排水孔。由于轴承座原来安装的密封仍然保留，轴承上又增加了多处密封，轴承的密封状况大为加强，润滑效果也有明显改善，尽管轴承附带密封后挤占了轴承的原有空间，轴承体积相对减小，轴承的理论承载能力下降，但实际使用寿命并没有受到影响。这一点经过我们近两年的实践，已得到了很好的验证。( I+ B1 J. 2 x8 ; 三、密封轴承使用情况, m; Z1 y; jV9 7 x+ Z% 三维网技术论坛1999年我们在精轧工作辊上使用了44套KOYO公司的密封轴承。经过几个月的试用和定期拆卸检查，密封轴承运行正常。我们开始与成都重型轴承研究所进行密封轴承的国产化研制工作。2000年实现了密封轴承国产化，并开始在精轧机工作辊安装试用。4 a/ V dS0 B/ ) W成都重型轴承研究所(以下简称重轴所或成都所)先后提供了F1-F3轧机工作辊轴承（型号：3806/488.95/2-2RS） 7套，F4-F7轧机工作辊轴承（型号：3806/482.6/2-2RS） 48套，止推轴承（型号：370686 -2RS） 22套。我们根据预定的改造策略，逐步替换普通四列圆锥滚子轴承上机使用。4 J% D/ A; z8 C. c # 由于装机时间参差不齐，实际运行时间和轧钢量相差较大。参照轴承行业寿命试验规程，对特大型轴承取样4套即具抽样的代表性，为此我们只取2000年11月底以前装机的轴承作统计，并将三种密封轴承的统计计算结果列于下表。统计的截止日期为2001年6月30日。同时将日本厂家轴承的统计计算结果也列于该表，供对比分析之用。. |5 7 m) 8 1 y! Ec! u三维网技术论坛此处应该指出，2000年12月及以后装机的所有重轴所的轴承，尚无一套破损，都在正常使用之中，只因运行时间短，轧钢量不高，不具有代表性而未统计。三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa; H1 E: E6 F8 | L/ y; f+ j国内外三种密封轴承轧钢量的统计计算表：( |- B) q2 H7 ? $ f三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江 * t1 j9 T4 gB$ Y! c从表中可看出:三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa3 X2 C! U5 M. x1 I1 f3 F. d/ w$ x* o B(1)KOYO公司三种密封轴承计44套的平均轧钢量已达147.4万吨,尚有7套(占15.9%)仍在使用中,预期平均轧钢量将超过150万吨。与该公司过去提供的非密封轴承轧钢量120万吨比较,寿命提高了25%左右。8 k; u% w& T7 ?(2)重轴所列入统计的三种密封轴承计29套的平均轧钢量已达到138.4万吨,但仅有三套破损,尚有26套仍在正常使用中。预计轴承的平均轧钢量可达180万吨以上。( H. ?2 wf& r e4 T% i% L$ 密封轴承在正常条件下,应是六个月才清洗更换油脂。与非密封轴承比较,不仅每年节约了上百万计的费用,且由于废油脂大幅度减少,更大幅度的减少排污和污物处理费用,改善了环境保护。3 L( y- e! h 0 从使用情况表看，29套轴承最小轧钢量为105万吨(未坏)，最大轧钢量则达到210万吨(未坏)，平均轧钢量已达138.4万吨。与日本厂家提供的轴承相比,预计将超过。三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江! $ d X6 / B3 q四、使用密封轴承应注意的问题5 . x! m8 b% K. _轧机用密封轴承,在现场使用正常的情况下,应是运行六个月才清洗更换润滑脂。但为考察现场的使用情况是否正常,使用初期应在运行一个月、三个月及六个月时依次拆检轴承,查看轴承及油脂的状况,如轴承滚动表面变化,油脂保有量及颜色,密封件性能是否完好,并取油脂进行水份、杂质、性能等的检测。当检测数据超标时,应查找超标的原因,采取有效措施并保证轴承在良好的润滑和密封条件下,方可继续投入运行。否则轴承将出现事故性破损。) U$ f2 G) 7 / A/ G t% V三维网技术论坛经过使用初期的拆检、检测,证明轴承的密封及所处的工况条件良好后,其后即按六个月的周期清洗、注油、换密封件,再投入使用。轴承在使用中如有出现早期破损的情况,除按原有方法查找原因外,还应增加上述各项检查内容,以免漏掉了密封、润滑不良的因素。S) + E! Q! s+ CW$ 由于轧机用密封轴承是在高速、重载条件下工作,且正常的换脂时间定为六个月,这就对油脂的性能提出了更高的要求,特别是粘附性和抗水性。为此我们委托长沙石油厂专门开发生产了轧机用密封轴承润滑脂。成都重型轴承研究所供应我厂的密封轴承都是注入此种专用脂,与进口专用脂相比价格低廉,润滑性能超过了同类进口脂。使用也证明轴承已达到了长寿命的结果。 E9 f O! f* 3 w2 z, W9 五、结束语( R- a! d+ J2 U: a5 D0 A, N我厂1700热连轧机自1978引进以来,其工作辊轴承历经三次改型进口。重轴所从1990介入轴承国产化以来,均取得了骄人的业绩:第一次国产化的77998E轴承,60套的平均轧钢量达到181万吨;第二次的187997E和87986E轴承亦达到了类似的结果;此次在尚有近90%的轴承仍在正常使用的情况下,平均轧钢量已达到138.4万吨,预期的轧钢量不会低于第一次国产化的结果。) # Qf Mp热连轧机工作辊轴承的密封化,已是国内外轧机轴承的发展趋势。实践证明,它不仅大幅度降低了轴承润滑脂的消耗,也大幅度地减少了污染,改善了环境保护,同时,由于轴承的润滑条件得到改善,轴承的使用寿命亦得到一定的提高。我们认为是值得推广的技改措施浅谈影响中板轧机支承辊轴承使用寿命的几个因素5 A# W* 2 q0 n9 U3 G& V. M( 江西新余钢铁公司中扳厂 王霞、陈力、钟宏 ; B( v- . n( J: 新钢中板厂自94改造后，采用三辊粗轧、四辊精轧的生产方式，三辊轧机为滑动轴承支承轧辊的转动方式、即胶木瓦支承传动、传动精度较低，产品质量较难保证，用于粗轧，四辊轧机为滚动轴承支承轧辊传动方式，精度高，用于精轧。目前，滚动轴承所具有的磨擦力矩低，工况条件要求低，润滑维护容易等优点被广泛应用，在中板生产中，我厂使用的滚动轴承有132种类型，共8738件，从普通的球轴承到关节轴承，从最小的104到最大的支承辊轴承6727950。在如此多的轴承类 型中，最易影响生产的则为支承辊轴承，支承辊轴承的工作环境差温度高，湿度大，冲击负荷大，尺寸外型大，更换困难，因此支承辊轴承的正确使用是我们必须研究分析的重要问题。 2 , A6 n& u! n中板支承辊采用的是内侧两套四列短园柱滚子轴承6727950，以承受径向载荷，外侧两套双列 园锥滚子轴承10979750，以承受轴向载荷。支承辊与轴承座在使用过程中采用定期更换(产量达到约6万吨)为一个更换周期，两对支承辊、轴承座轮换使用)，更换下来的支承辊进行修磨辊型，检查轴承，若轴承出现问题或到了预定寿命期则更换轴承，以备下期使用。在使用中发现6727950轴承承受重负荷，尤其是冲击载荷很大，寿命较短，特别在生产使用中易发生突然破坏，被迫停产检修更换，直接影响生产的正常进行，经济损失非常大(更换支承辊一次需要3小时)，每小时90吨，每吨钢2600元，经济损失70多万元)。因此我们要了解影响轧辊轴承使用寿命的因素，使轴承的使用均能达到正常的疲劳寿命。 三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa S: o7 B) V2 E7 X2 s. z滚动轴承的寿命是指轴承的疲劳寿命，即到轴承滚动表面出现疲劳剥落为止的累计工作小时数或运转的总转数，但除正常的疲劳剥落外，还有多种损坏形式，常有磨损、烧伤润滑脂失效，损坏的表现是轴承运转不灵活，摩擦力矩和温升急剧增高，振动和噪声恶化，甚至出现轴承卡死而不能旋转，我们要掌握影响轴承使用寿命的因素，首先对轴承损坏形式进行分析，找到引起损坏的原因。三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江0 a8 m; # W4 y9 W1、接触疲劳剥落 三维网技术论坛* M( C1 _0 0 f1 u 3 B ?- h在滚动轴承中，滚子或内外圈表面由于接触负荷的反复作用，形成裂纹，并继续扩展，直至金属表层产生片状或点坑状剥落，轴承在运转时一旦发生疲劳剥落，其振动和噪声急剧恶化，即轴承达到了疲劳寿命，必须更换新轴承了。 三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江 q, w) V- R. B0 L1 t- i! a四辊支承辊在轧制过程中，工作辊，支承辊是正反转轧制，载荷反复交变作用，冲击负荷大。我们对每个支承辊轴承都建立档案，跟踪，根据预测的使用寿命，对出现轻微剥落的轴承决定更换与否。支承辊轴承所受的径向载荷大，轴向载荷较小，6727950轴承几乎承受全部的径向载荷，通常轧制压力为2000吨，冲击载荷则达到几倍甘叮悼727950轴承是在重负荷、高冲击力下运转，疲劳寿命将受很大影响。* S ) o3 e/ n# T# d; 4 - J三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa使用中，6727950轴承的疲劳剥落-般容易出现在滚子的表面上。如6#轴承座上使用的6727950轴承1999年11月9日安装使用，因安装妥当、润滑良好、密封较好，尘埃、水份不能浸入，使用中没有出现早期损坏，已完成产量45万吨，达到疲劳寿命。2001年5月20日更换下来，检查发现，其中有4个滚子的表面出现轻微剥落，根据以往经验及轴承的价格(每套24万元)决定再使用一次后更换，6月15日，上机使用了一个月，完成产量5.3万吨，圆满完成了它的使命。 T! Z: q4 l7 u* zr# J. z- ?三维网技术论坛2、磨损 三维网技术论坛) D0 Z/ a( e3 M0 + I滚动轴承并非纯滚动，滚子与内外圈滚道之间、保持架与滚子、，内外圈之间都存在滑动，滑动引起磨损，磨损后滚动表面的表层质量恶化，轴承旋转精度降低，游隙增加，甚至超出允许值，振动、噪声增大，要减小滑动磨损则要提供良好的润滑，在金属滑动表面之间形成油膜，避免金属之间的直接接触，我们尽量改善润滑，使较大磨损的出现滞后于疲劳寿命，轴承在使用一定程度后，磨损是必然要出现的，轴承轻微磨损后然可继续使用，但一旦使轧制的中板精度降低，出现板材尺寸差、南北差时，就必须更换轴承，保证中板产品的质量。 9 ( R( L2 H4 y轴承的接触疲劳剥落和磨损是不可避免的，轴承不可能永久使用下去，我们尽力避免高冲击负荷，改善润滑，提高轴承的使用寿命，减小磨损，使轴承的使用寿命最大化。三维网技术论坛 V: C8 _+ c8 E3、烧伤 三维网技术论坛1 O4 U2 b2 x1 ?2 l轴承运转时，其中的滑动摩擦的零件间，若温度急剧升高，润滑脂失效，其表层组织改变，严重时，发生粘接、卡死，即为轴承烧伤，烧伤是摩擦热急剧增加所引起的一种瞬时现象，为避免烧伤，主要要改进轴承的设计，保持架采用自润滑性能的金属镀层，减小滑动摩擦，改善润滑冷却条件，保证润滑脂的供给。 三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江7 u/ ) U! e/ T中板厂于2001年7月1日20:00发生了一起支承辊轴承烧伤事故，此轴承为10979750轴承，轧制中承受轴向力及小部分径向力，受力情况较好，2001年6月21日更换了新的10979750轴承。7月1日检修更换上机使用，18:00开机生产2个小时后，轴承烧伤卡死，被迫又检修更换，23:00才开始正常生产，影响生产3个小时，事故发生后，检查分析发现，首先新轴承具有质量问题，滚子对半破开，保持架散落、烧毁：其次由于安装时轴承的游隙没调整好，垫片组厚度太小，游隙太小，使用中润滑脂被挤出，摩擦热急剧升高。- R; s* # h I4、润滑脂失效 ; a K) i- p. D7 |9 . H- A在轴承运转过程中润滑脂的性能是逐渐变化的，主要由于润滑脂经受反复剪切，脂的结构发生变化，基油逐渐氧化，尘埃、水份等杂质的侵入，基油的蒸发或脂的泄漏等影响，最后，润滑脂失去正常的润滑性能，摩擦温度急剧增加，滚动表面产生烧伤，润滑脂即失效了，它的损坏表现形式也是烧伤，但它是由于脂的逐渐恶化引起的，影响润滑脂寿命的主要因素有工作温度、轴承负荷、润滑脂的成份及安装条件，振动尘埃，水份。 C3 a& l$ w4 y/ ( X, b C9 m三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxaA、工作温度! _# / F6 X- R9 u5 ( a+ |0 J$ pLgt寿=5.85-0.022T温 三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江- K0 a9 N- m3 r1 K可见工作温度对润滑脂寿命的影响，中板厂轴承的工作温度较高，在夏季，辊子冷却水的温度约470C，工作辊支承辊温度约800C，环境温度高，轴承的工作温度则更高，润滑脂较易失效，因此在冬季，支承辊、轴承座每四个星期更换一次，而夏季则必须每三个星期更换，以防脂的提前失效，所以解决好中板厂冷却水温度，是解决好润滑脂不提前失效，保证轴承正常运转的关键，目前中板厂已开始对冷却水路进行改造。 三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江2 Y6 N3 C( N9 i! 另外，支承辊轴承即6727950与10979750的使用互相影响，如2001年7月1日10979750轴承烧伤事故，因10979750轴承温度升高(1500C)引起旁边的6727950轴承润滑脂的迅速失效，润滑脂全部烧成黑炭状。其中有4 个滚子烧伤卡死不转，因此，我们在轴承更换上也考虑到他们的相互影响，尽量同期更换。( B( T$ e% N8 q) c, T N. m+ |! h0 r三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江B、润滑脂的成份， 三维网技术论坛3 X! o O2 H* o; h5 V- a润滑脂是由基油稠化剂和添加剂所组成，基油采用矿物油、高粘度的基油适用于高温、高负荷状况，稠化剂选用锂基，适用含水、高湿度场合，添加剂增加了抗氧化防锈功能，支承辊轴承在使用中无法补充新脂，所以选用防氧化添加剂，防止脂的氧化，我们与厂家一起不断的使用、总结，选用抗高温、耐压性均较好的锂基脂，即燕化集团天津润滑油脂有限公司生产的津脂牌锂基脂。 ; F; b/ Y) J9 / - x a三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxaC、安装、防尘、防水 7 k3 x; z1 H9 E+ J# + y严格安装程序，提高安装质量，对轴承的防尘、防水非常重要，密封圈，防尘圈为橡胶制品，要防止它们的老化失效。 ) c* r4 i8 m0 E总之，中板厂润滑脂的更换周期，主要由二个方面决定。第一，根据支承辊辊型的配置、磨损，在更换支承辊、轴承座时，更换润滑脂；第二，根据使用计算，预测润滑脂的寿命，确定润滑脂的更换周期。 ) 8 R% P. x+ O# _三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa根据以上几种轴承损坏的形式，我们总结出影响轴承使用寿命的几个因素。 6 O. O: C U三维网技术论坛A、动载荷。 I1 ! U( Q$ D F; G三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江动载荷是影响轴承寿命的主要因素，支承辊轴承在设计选型时就是根据轧制过程中的轧制力所确定，在轧制过程中不平衡，振动、冲击引起的负荷为正常负荷的3倍，当卡钢、轧冷钢、轧辊中进入异物等都会引起十倍至几十倍的冲击力，因此轧刮中要规范操作，杜绝卡钢等现象，避免轴承的提早疲劳损坏。目前中板厂已采用液压下，过载有了保护，避免了大的冲击力产生。 : h: t3 U) 4 RB、轴承材料 三维网技术论坛3 L2 h( t! Q- y t6 轴承材料的化学成份、冶炼方法、热处理方法，对轴承寿命的影响至关重要，支承辊轴承由于其工况条件的影响，对轴承制造具有特殊的要求，我们与厂家一起对轴承的材质、硬度都有具体要求，在保证轴承刚度的同时，硬度不能小于HRC58-64。 三维网技术论坛+ ep2 l n8 y: V# C0 r3 U& AC、工作温度 三维网技术论坛7 M2 u$ S+ V2 I( X( |9 L轴承工作温度一般要求低于1200C，若工作温度超过1200C，则滚子与滚道的温度更高(约达1500C)将超过常用轴承的回火温度，轴承的硬度、尺寸精度大大降低润滑脂失效，因此，我们在降低冷却水温度的同时，与厂家联系提高轴承材质的回火温度。 三维网技术论坛( P- u3 f! 3 x. M+ |7 vD、安装、密封 % t- M0 z* t) ) w/ P轴承的安装对寿命的影响很大，轴承安装要求同心度良好，密封装置足以防止灰尘、微粒和水份的侵入，工作径向游隙要调整适当，游隙太小，轴承摩擦温度升高，辊道表面烧伤，游隙太大，轴承振动、惯性、冲击严重，噪声大，寿命降低。 4 U+ i; wD; P& xE、润滑 9 Q$ P6 R w0 I! T9 j- 润滑脂选择要合适，润滑脂的量要恰当，润滑不良将会造成轴承的早期损坏，合理的润滑减小摩擦发热，避免温升过高，减小磨损，防止锈蚀，增加密封，支承辊轴承24小时连续运转，无法供油，工作环境差，潮湿，灰尘大，冲击负荷大，锂基脂的使用，能较好地解决上述问题。 三维网技术论坛! U+ U; * O) F: ?1 x& y1 U5 v支承辊轴承的正确使用，对提高中板产量，降低成本具有重大意义，我们尽力做好轴承的安装、润滑、维护，使轴承的使用寿命能被我们掌握，以便做好定期更换，避免轴承的早期损坏，消灭突发事故的发生，最终轴承在运转中的疲劳剥落和磨损是不可避免的，我们希望能有新一代更好的轴承能取代滚动轴承，达到轴承使用的长寿命就自己的经验对以上几点阐述自己的理解。三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa! |0 I6 g- |; G7 c* D8 v一、关于选配轴承的问题，个人认为主要是在轧辊轴径（安装轴承部位）发生磨损的情况下才会采用的措施。对于新轧辊而言，按照图纸公差装配即可。而对于轧辊轴径部位发生磨损后，由于轧辊材料十分特殊（铸铁、高碳、高合金材料），要修复十分困难。在这种情况下，采用选配有一定的实际意义。( L7 . ?+ 7 r6 k5