轉爐傾動一次減速機軸承游隙調整

尚加峰 尚加嶧 倪祥國

摘 要：本文根據第二煉鋼廠7#、8#轉爐擴容改造后，傾動一次減速機單列圓錐滾子軸承在實際使用過程中，軸承游隙變大，造成減速機異響，減速機齒輪軸徑向振動、軸向竄動的問題，簡述傾動一次減速機單列圓錐滾子軸承軸承游隙的調整方法。

關鍵詞：軸承;游隙;調整

1、引言

第二煉鋼有4座120t頂底復吹式轉爐，傾動系統含有4臺傾動一次減速機。7#轉爐擴容改造（135t）完成，運行投產一段時間后，發現3#傾動一次減速機二軸單列圓錐滾子軸承32226軸承游隙變大，齒輪軸出現徑向跳動現象。8#轉爐擴容改造（135t）完成，運行投產一段時間后，發現3#傾動一次減速機一軸單列圓錐滾子軸承HR32221軸承游隙變大，齒輪軸出現軸向竄動現象。為使傾一次減速機正常運轉，達到正常使用壽命，必須將軸承游隙調整適當，保證軸承游隙的取值在合適范圍內，使設備正常運行。

2、圓錐滾子軸承游隙

軸承在裝配前自由狀態的游隙，稱為原始游隙。軸承在裝配后，由于內孔、外圈的配合一般采用過盈配合，而使原始游隙減小，這時的游隙稱為配合游隙或安裝游隙。軸承在工作時，因負荷的作用，內外圈溫差以及軸向受熱膨脹的影響，將使軸承游隙進一步發生變化，此時的實際游隙稱為工作游隙。通常情況下，軸承的工作游隙小于原始游隙、大于安裝游隙。

圓錐滾子軸承既承受較大的徑向力，又承受軸向力，同時承受較大的沖擊力，而可調間隙只有軸向間隙。軸承間隙過小，易引起軸承發熱，潤滑油變稀，產生粘著磨損，加速點蝕，甚至膠合損壞。軸承間隙過大，運動副的沖擊力增大，振動、竄動增大，剛度降低，運動零件容易損壞，加速點蝕。

根據第二煉鋼廠7#轉爐、8#轉爐3#傾動一次減速機出現的異常現象，可以得出結論，7#轉爐3#傾動一次減速機圓錐滾子軸承32226與8#轉爐3#傾動一次減速機單列圓錐滾子軸承HR32221軸承游隙過大，需進行軸承游隙的調整。

3、軸承游隙異常確認

以7#、8#轉爐一次減速機為例，最初點檢發現傾動減速機在制動后的一段時間內，一次減速機箱體內出現異響，聲音類似硬物碰撞的聲音。在仔細觀察確認異響位置后，打開對應位置的觀察孔，在減速機運行的情況下觀察齒面嚙合、軸承運行情況。

7#轉爐3#一次減速機開蓋檢查時，可以發現，減速機制動后，二軸上的大齒輪有一定幅度的上下跳動，并且對一軸上的小齒輪有沖擊，產生碰撞異響，而且一軸小齒輪上有壓痕（一軸小齒輪比二軸大齒輪寬）。仔細觀察后，可發現二軸單列圓錐滾子軸承32226軸承內圈有一定幅度的跳動。此時可確認，二軸軸承游隙過大，需調整軸承游隙。

整軸承游隙。

圖1一次減速機一軸、二軸裝配圖

8#轉爐3#一次減速機在出現異響時，若仔細觀察，可發現一軸的輸出端在減速機制動后有一定幅度的軸向竄動，此時可初步確認一軸有異常。打開觀察孔，觀察齒輪軸運行情況，可發現，一軸確有軸向竄動。此時可確認，一軸軸承游隙過大，需調整軸承游隙。

一次減速機二軸是中間軸，沒有輸出端，不承受軸向力，只承受徑向力，故軸承游隙的變大體現在齒輪軸徑向跳動。而一次減速機一軸為輸出軸，輸出端為一齒式聯軸器，齒式聯軸器連接套允許有一定的軸向竄動，故一軸承受一定的軸向力，并且一軸上的齒輪為小齒輪，徑向跳動體現較為微弱，故軸承游隙的變大體現在軸向竄動。

4、軸承游隙調整

第二煉鋼120t轉爐設計軸承調整游隙的方式為通過在軸承端蓋下加、減墊片的形式，來實現軸承游隙的調大、調小。原裝一次減速機軸承端蓋下有 4 種墊片，1個0.1mm、2個0.2mm、2個0.5mm、1個3mm，材質都為HPb59-1。設備運行一段時間后，因負荷的作用，內外圈溫差以及軸向受熱膨脹的影響、軸承磨損或是安裝原因，軸承游隙變大。此時，拆下軸承端蓋，測量軸承內外圈間隙，根據測量結果，計算合理工作游隙，去除適當厚度的墊片，即可實現軸承游隙調小至適當游隙。

軸承游隙調小的計算方法如下：

圓錐滾子軸承的軸承工作游隙為C，圓錐滾子軸承的接觸角為α（圓錐滾子軸承 32226、HR32221接觸角α=15°），則該圓錐滾子軸承允許的軸向間隙為

若兩軸承之間軸長度為L，軸承運行時軸承溫度為T1（℃），周圍環境溫度為T2（℃），齒輪軸的材質為20CrMnTi，熱膨脹系數為，則軸受熱伸長量為

未調整前，軸承端蓋的墊片組厚度為S，端蓋拆除后，用塞尺測量圓錐滾子軸承兩側的實際間隙為，即軸承的實際工作游隙為

綜上數據可得，軸承外圈應向軸承內圈軸向推進的長度為

即軸承端蓋厚度為S的墊片組應該去除厚度為△S的墊片后，才能保證軸承游隙滿足軸承運行要求。

若軸承游隙過小，需調大，也可以使用一樣的方法計算出軸承端蓋墊片組應加多少厚度的墊片，才能保證軸承游隙滿足軸承運行要求。

5、結束語

對于使用單列圓錐滾子軸承的設備來說，軸承游隙的適當與否直接影響設備的使用壽命。因此，此類設備在安裝、檢修、更換軸承時均需要仔細調整軸承工作游隙，特別是軸承使用磨損后，軸承游隙變大，此時必須通過測量計算出合理的游隙，加減墊片調整游隙，使其達到正常使用效果，保證設備的使用壽命。

參考文獻

[1]《機械設計手冊》，新編軟件版

[2]傾動減速機設計圖紙，鋼 5797-2，馬鞍山鋼鐵設計研究院