馬鋼H型鋼立輥軸承改造

供稿| 阮超，陶煒，王文群/ RUAN Chao, TAO Wei, WANG Wen-qun

馬鋼H型鋼立輥軸承改造

H-Beam vertical roll bearing in MA STEEL

供稿| 阮超，陶煒，王文群/ RUAN Chao, TAO Wei, WANG Wen-qun

馬鋼H型鋼廠小H型鋼生產線于2005年2月投產，設計年產量為50萬t，可生產最大規格為400 mm×200 mm的H型鋼。軋機為意大利達涅利公司設計制造。

立輥軸承設計使用壽命為過鋼量8萬t（在線時間約為400 h）。而在實際使用過程中，平均使用壽命僅為過鋼量2萬t。軋機軸承作為生產線的核心零部件，頻繁損壞必然帶來意外停機的風險，增加采購和維護的成本。因此，對立輥軸承使用壽命進行專題的分析和改進，就顯得尤為重要。

原因分析

現場使用環境對軸承壽命的理論影響

為了更精密地計算軸承壽命，需要對基本額定壽命的計算方法做些修正。因為軸承工作過程中，除了軸承所受的載荷外，其他一些因素，如潤滑，污染程度，周圍環境條件等都會對軸承的壽命產生很大的影響。

軸承疲勞壽命損壞的分析

從現場發現的軸承損壞均為疲勞損壞，因此進行軸承的高級疲勞壽命計算，以找到更深層次的損壞原因就顯得尤為必要了。高級疲勞壽命不僅考慮軸承的載荷，潤滑及污染系數，它還考慮軸承游隙、接觸應力對壽命的影響。

結合實際的軋制力數據，使用有限元分析軟件通過計算可以得到以下結論：當軸承安裝完成以后的游隙為0.05 mm時，此軸承的壽命最長。

優化改進方案

改善現場潤滑及清潔度情況

進一步嚴格控制現場油氣潤滑的量化控制。使用油品更改為ESO EP320，潤滑量為80 cm3/h，連續進行潤滑。推薦使用過濾比β=75，固體污染物程度為ISO-19/16的濾網。

控制軸承安裝后的游隙

軸承安裝后的游隙可以表述為：ΔPd=Pd+Δs+Δh

其中Pd=軸承安裝前游隙

Δs=軸承外圈的縮小量

Δh=軸承內圈的縮小量

軸承的工作游隙除了與安裝前游隙、配合公差有關外，還與軸承工作時內外圈溫差有關。由于每個軸承座的實際尺寸均不相同，需要在現場首先對每一個軸承座進行測量。根據實測數值，計算出安裝前的游隙值，最后換算成軸承中的隔圈尺寸，對隔圈進行磨削。

在安裝過程中應注意，軸承與隔圈的匹配。同時在最終安裝前應再次換算確認游隙是否正確。

軸承壓力角的控制

與軸承供應商最次確認，并要求對方按照壓力角α =12.5°提供新的軸承。并提供最新更改的圖紙。

結束語

針對H型鋼廠小H型鋼生產線立輥軸承的優化改造達到了預期的效果。改造后立輥軸承平均使用壽命達到了7萬t，使用壽命提高一倍以上，馬鋼年直接經濟受益約為人民幣200萬元。同時解決了長期困擾H型鋼的成產隱患，進而減少了安裝和維護成本，為小H型鋼的安全高效運行奠定了堅實的基礎。最后為軸承使用中遇到此類問題提供了有益的經驗，對國內同類H型鋼同行有一定的借鑒意義。

馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽 馬鞍山 243003