十八輥銅箔軋機背襯軸承的維護方法

劉 煒 , 常保平 , 薛方忠

(1.山東天和銅箔有限公司，山東 菏澤 274040；菏澤廣源銅帶有限公司，山東 菏澤 274040)

壓延銅箔主要用于制造撓性印制電路板(FPC)、鋰離子電池負極集流體等高端電子產品，廣泛應用于航天航空、國防軍工、工控醫療設備、手機、5G通信、新能源汽車、高端消費類電子等領域，是新一代電子信息產業和新能源行業無法替代的核心基礎材料。壓延銅箔以銅帶坯為母材，經過預精軋軋制、熱處理、成品軋制、脫脂清洗、表面功能化處理等生產工序，最薄厚度可達6μm，最大寬度650mm，具有高強度、高延展性、低粗糙度、低溫軟化等特性，且可通過微合金化以增強其某一特性，代表了銅加工技術的尖端水平。

壓延銅箔生產流程中，銅箔軋制是其中關鍵的核心技術之一，軋機輥系的維護，是軋制最基礎的保障，對銅箔品質及生產效率具有至關重要的影響。

1 十八輥軋機輥系

目前，國內壓延銅箔生產設備主要的區別在于銅箔軋制工序，主要分為日本IHI公司的X型軋機和意大利的十八輥軋機。十八輥軋機因為輥系復雜(圖1)，維護難度大，且對操作人員的維護能力有很高要求，尤其是工作輥兩側的側支承輥和背襯軸承，與中間輥和工作輥集成在一個輥箱(圖2)里，裝配比較繁瑣，要求精細，生產過程中如果維護不到位，極易造成產品缺陷。

2 背襯軸承在使用中出現的問題

十八輥軋機軸承采用的是雙列滾針軸承，在銅箔600m/min高速軋制時，軸承轉速達到3550r/min，軸承的工況極為惡劣，裝配不當易出現軸承表面燒傷、劃傷，滾針斷裂、磨損、滾針保持架斷裂等問題。

圖1 輥系示意圖

圖2 輥箱示意圖

3 背襯軸承的裝配要求

十八輥軋機共計8根背襯軸承輥，每組9個軸承，共計72個軸承，該軸承沒有內圈，裝配在8根經過表面淬火的芯軸上。

(1)軸承在安裝之前應進行肉厚檢測對軸承逐一檢測分類，按照上機要求在同一軸上的背襯軸承肉厚偏差h<0.005mm，將其分成8組，尤其在使用一段時間后，背襯軸承的滾針和外圈都會有一定程度的磨損。所以定期對軸承的肉厚進行檢測非常必要。

(2)背襯軸承的芯軸在使用一段時間后，受力面也會產生一些磨損，應在裝配時變換芯軸的受力面，能夠延長芯軸的使用時間。

(3)長期在中部使用的背襯軸承在使用一段時間后，承受的載荷與兩側的軸承不一樣，滾針磨損也會嚴重一些，可以定期與兩側的軸承交換位置，延長軸承的使用壽命。

(4)定期清理芯軸上的噴油孔，避免雜物堵塞，保證軸承能有充足的潤滑油供給，一般情況下可以用壓縮空氣從芯軸一端的油孔吹掃，觀察出油孔的氣壓和氣量，必要時用探針清理。

(5)軸承安裝完畢后，可用側支承輥進行壓靠實驗，轉動側支承輥，背襯軸承超過半數隨動方可。

4 背襯軸承的修磨

使用過程中，軸承表面會產生很多缺陷，如劃傷、印痕，表面粗糙度難以達到使用要求，需要對其表面進行修磨。修磨的方式主要有無心磨床修磨和外圓磨床修磨兩種。無心磨床修磨方便，只需將軸承外圈和滾針拆卸好，并做記錄防止混亂，但要達到好的磨削效果，對無心磨床的要求非常高，一般的無心磨床難以達到0.002mm圓柱度的要求。外圓磨床磨削也需要對軸承進行拆卸，根據軸承外圈內孔的尺寸進行測量分組，并根據內孔尺寸的公差范圍配做相應的芯軸，使其配合公差<0.005mm，然后上機磨削。這兩種磨削方式能夠保證軸承的精度符合以下要求，圓度<0.002mm，圓柱度<0.002mm，外徑差<0.005mm，粗糙度Ra<0.4μm。

軸承經過多次修磨后，邊部倒角會消失，為防止在使用中出現邊部應力集中的現象，必須重新修磨，特別是倒角和圓柱面的過渡區，可以用800目的砂紙打磨平滑。軸承修磨量和使用工況有很大關系，經研究，可以根據運行時間按照圖3修磨。軸承修磨后，用快測千分尺進行檢測，方便快速，根據外徑差異分組涂油，并用防銹紙進行包裝，在修磨數量上可以富余少數軸承作為備件，以便在軸承使用中個別出現問題的時候可以迅速更換。

圖3 軸承外圈修磨量與運行時間的關系

5 結語

雖然十八輥銅箔軋機輥系結構復雜，背襯軸承維護繁瑣，但通過對背襯軸承修磨精度和裝配精度的嚴格管控，能夠使背襯軸承保持良好的工作狀態，并使背襯軸承使用的經濟效益達到最大化。