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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?。ㄜ垯C軸承）

　　前　言：某廠750四輥軋機支承輥軸承FCDP80112410滾動體以及對應外圈經常短時間內發(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條件》標準，對滾子試樣進行硬度檢測，檢驗結果見表1注明：滾子已經使用過。

　　2、非金屬夾雜物檢驗
　　依據(jù)GB3203-82《滲碳軸承鋼技術條件》和YB-68《鉻軸承鋼技術條件》，對滾子試樣進行非金屬夾雜物檢驗。檢驗結果見表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條件》標準，對滾子試樣淬回火組織及碳化物網(wǎng)狀檢驗，檢驗結果見表3。

　　4、滾動體元素含量表4。

　　依據(jù)GB/T3203-1982《滲碳鋼軸承技術條件》標準，對滾子試樣元素含量檢驗，檢驗結果見表4。
　　5、檢驗結果
　　依據(jù)JB/T8881-2011《滾動軸承零件滲碳熱處理技術條件》標準，對滾子試樣進行硬度檢測，滾子試樣硬度符合標準要求。
　　依據(jù)GB3203-82《滲碳軸承鋼技術條件》和YB-68《鉻軸承鋼技術條件》，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條件》標準，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、輥系裝配結構

　　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，內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。但因其滾動體與內外圈為直線線性接觸，故軸承自身不具備調心性能，因此軸承運轉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
　　如裝配結構中所示，軸承靠近輥身側的滾動體經常出現(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重的偏載現(xiàn)象，軸承靠近輥身列的滾動體邊部應力集中，受力較大。同時也導致對應的外圈形成邊緣應力。

　　而導致軸承發(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，導致的輥縫差變大；下輥箱傳動側及操作側軸承座底部弧形墊板尺寸差大，導致傳動側及操作側軸承中心線錯位；軸承座與牌坊間隙磨損變大，軋制時出現(xiàn)剪刀差等等，都將會導致軸承受力的不對稱。

　　五、對應措施
　　軸承配合件及輥系安裝：
　　軸承箱外形尺寸、孔徑尺寸、錐度須在標準范圍，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繁重的軋制負荷。軸承箱強度不夠或軸承箱孔變形嚴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對稱，以免產生力偶矩，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。
　　調整好襯板，避免或減小軋輥軸心線不平行產生產的夾角即交叉竄輥，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，否則會產生軸承座歪斜或扭轉，使軸承受力不均勻且沖擊力增大。
　　軸承自身：
　　通過適當調整軸承徑向游隙，減緩受力不均現(xiàn)象
　　調整內圈孔徑邊部，做斜角，減少軸承邊圈與輥徑應力
　　輥系密封結構不良的情況下，對下輥箱的軸承自身增設密封，防止乳化液及外界顆粒物進入軸承內部。