軋機支撐輥軸承座裝配卡傷原因分析及對策

姜學亮

（河北省唐山市河鋼唐鋼高強汽車板有限公司 河北 唐山 063000）

1 引言

根據西門子奧鋼聯的設計，連軋機支撐輥軋輥徑向軸承采用圓柱滾子軸承。唐鋼高強汽車板有限公司連軋機軋制力較大，支撐輥徑向軸承又承受著主要軋輥軸承軋制力，因此支撐輥裝配質量嚴重影響著連軋機生產。支撐輥拆卸后，發現內圈表面存在大量劃痕，部分位置出現點狀硌傷，甚至在內圈出現整圈硌痕，部分軸承滾動體也出現硌傷。劃傷造成的組織掉落進入軸承內部在大的軋制力下造成了硌傷的出現，嚴重影響軸承使用壽命，造成額外經濟損失；同時增加了檢修量，消耗人員成本。本文分析了造成內圈劃傷及內圈和滾動體硌傷原因，并提出相應的解決對策，為企業的降本增效提供一定的幫助。

2 軋機支撐輥軸承座裝配劃傷原因分析

2.1 擦傷卡傷原因分析

套圈擋邊與滾動體端面的擦傷稱作卡傷，由于滾動體質硬，一般造成擋圈表面粗糙，伴有微小溶敷，內圈表面橫向劃傷（見圖1）。

圖1

可能造成擋圈及內圈擦傷卡傷原因：

（1）擋圈尺寸設計不合理，裝配過程接觸性磕傷；

（2）質硬性異物侵入；

（3）軸承傾斜造成的滾動體偏斜；

（4）滾動體產生滑動。

2.2 壓痕及磨損原因分析

卡入固體異物或沖擊造成的表面凹坑及安裝時的擦傷形成的脫落組織，其在軸承零件之間相對滑動摩擦作用下產生了壓痕及磨損。持續的磨損將使零件尺寸和形狀變化，軸承配合間隙增大，工作表面形貌變壞，從而喪失旋轉精度，使軸承不能正常工作[2]。其主要原因是載荷過大、安裝不良(非直線性)、力矩載荷大、密封情況不良等。

3 解決措施

3.1 擋圈結構改造

酸軋支撐輥擋圈改造前后對比見表1。從表1可以看出，經過改造后的支撐輥擋圈，其結構優化，精度提高，減少因裝配過程對中偏差造成的磕傷的優點。

表1 支撐輥擋圈改造前后對比

3.2 裝配過程增加緩沖措施

安裝質量在一定程度上會影響軸承的工作游隙，軸承在不同狀態下其游隙會發生相應的變化，具體可分為原始游隙和工作游隙。軸承中存在游隙是為了保證軸承得以靈活無阻滯地運轉，軸承的游隙對軸承的動態性能、旋轉精度和承載能力都有很大影響。因為軸承在工作中，由于外界或內在因素的影響，會使原有配合間隙改變，精度降低，乃至造成游隙失效（軸承咬死）。外界因素如過盈量過大、安裝不到位、溫升引起的膨脹量以及瞬時過載等均是造成游隙失效的主要原因。軸承的游隙失效將會造成滾道間摩擦溫度升高，從而引起工作表面燒傷，促使疲勞失效的發生[3]。因此提高安裝質量，避免野蠻裝、拆，確保工作游隙至關重要。

針對軸承座裝配過程中無緩沖措施問題，制定如下措施：

（1）支撐輥內圈清理干凈后，在擋圈和距擋圈端部200mm范圍內均勻涂抹一層磺酸鈣基脂，內圈其他位置和水封接觸面涂一層 #320工業齒輪油，特別注意涂抹導角位置。

（2）軸承座擺放前在下面墊一層10mm專用橡膠墊并定期進行更換，起到自動找正的作用，減輕裝配時內圈與滾動體錯位而出現剛性接觸造成的磕傷。

3.3 軸承座擺放優化

為減少因軸承傾斜造成的滾動體偏斜引起的擦傷卡傷，制定如下措施：

（1）在擺放軸承座時，利用定位銷和鋼板尺進行找正，減少因軸承座擺放不正造成的劃傷；

（2）軸承座橫向擺放合適后，通過使用鋼板尺測量軋輥內圈與水封臺距離的方法，調整左右間隙至相同，上下間隙以左右間隙值之和的一半作為參考值，注意由于重力作用，上方間隙應比下方間隙小0.3～0.5mm。

3.4 規范裝配過程

利用PFMEA（過程潛在失效模式和后果分析）作為工具，針對酸軋支撐輥軸承座裝配過程，通過與生產實際相結合，確定合理操作步驟，減少裝配過程劃傷。

（1）裝配前要認真檢查軸承座內滾動體及支撐輥內圈是否有劃傷或凸起，如發現問題應立即停止裝配，以避免對新支撐輥造成劃傷，對已存在的劃傷或者凸起，用油石打磨直至無手感且不會二次硌傷為止；

（2）要認真檢查水封、油封有無裂口、變形、老化，如有問題應立即更換；

（3）清潔支撐輥內圈軸承位、水封位、軸承座油封、水封；

（4）裝配工作人員必須兩人配合作業，一人在止推軸承側觀察，另一人聽從指揮進行操作；

（5）操作人員發現任何異常應立即停止作業，將軸承座抽出，檢查支撐輥軸承位、軸承座滾動體以及軸承位的擋圈位置是否有劃傷，確認無劃傷后方可繼續裝配；

（6）前進過程必須使用微動。

3.5 軸承狀態跟蹤及管理維護

進行軋輥軸承精細化管理，建立每個軋輥軸承的檔案，加強對軸承運行狀態的診斷和預測，及早發現異常、缺陷和意外損壞，采取措施防止突發性失效事故可能造成的損失[4]，通過不斷發現問題，解決問題，以及有效實時的數據分析，提高軋輥軸承的使用壽命和降低其消耗。

軸承管理以預防為主，在軸承出現損傷前將可能影響軸承正常工作的因素找出來并逐個解決，這樣才能有效提高軸承的使用壽命[5]。

4 結語

應用上述改進措施完善酸軋支撐輥軸承座裝配過程，明顯減少了軸承座裝配過程產生的劃傷及因此產生的二次硌傷，檢修數量由2015年10月至2016年3月的35個，減少至2016年4月至2016年10月的4套，不僅保證了軸承的正常使用，更有效提高了軋輥軸承的使用壽命，降低了消耗。

[1]王慶.軸承的損傷與對策[J].設備管理與維修，2016，(11)：40-41.

[2]陸琛元.實際使用中滾動軸承發生疲勞失效的原因[J].理化檢驗：物理分冊，2010，(5)：340-342.

[3]侯國安，崔艷宏.滾動軸承的失效形式及預防措施[J].石油與化工設備，2010，13：54-56.

[4]段泉義，徐俊.1220mm軋機支撐輥軸承外圈裂紋剝落分析及對策[J].軋鋼，2012.10，29(5)：73-76.