淺析軋機減速機滾動軸承常見失效形式及點檢方法

張建李

摘要：對軋機減速機滾動軸承的常見失效形式及原因進行了分析，介紹了傳統點檢方法及其優、缺點。說明了振動在線監測技術應用于軋機減速機滾動軸承的點檢領域具有執行頻率高、覆蓋面廣等優點，與傳統點檢方法相結合可實現軸承故障位置的準確預判。

關鍵詞：滾動軸承;軋機減速機;點檢

中圖分類號：TH133 ?文獻識別碼：A

1、前言

在鋼鐵企業中，軋鋼產線，尤其是棒、線材產線具有高軋速、快節奏的生產特點，加之溫度高、濕度大的惡劣環境，使得軋機減速機滾動軸承的任何問題都會被放大，導致軸承本身乃至相關聯的軸、齒輪等零件損壞。因此，對于設備技術人員而言，掌握軋機減速機軸承的常見失效形式與原因，進行及時、準確的點檢，并根據其狀態提前進行維修是避免設備事故的必要手段。

2、軋機減速機滾動軸承常見問題及原因

軋機減速機滾動軸承主要損壞形式為內、外圈或滾動體的異常磨損、破壞，保持架變形斷裂等[1]。除去軸承本身制造、加工缺陷，造成其損壞的原因主要有：

①軸承選型錯誤。較為常見的是滾動軸承徑向游隙設計、使用不當。軸承徑向游隙選擇過大，會導致軸承內外圈磨損不均。而游隙過小，可能會導致軸承轉動過程中受熱膨脹，將轉軸抱死。[2]

②裝配不當。不僅是軸承本身裝配作業不規范導致其受損，軸承內圈端面與鎖母之間的預緊力不足、松動，或聯軸器安裝對中差等都會在設備運轉過程中造成軸承的異常損壞

③固體顆粒污染。軸承拆裝過程或是生產過程中外部異物進入滾動體與軸承內外圈，會造成軸承局部塑性變形，研磨損傷、擦傷。

④軸承潤滑不良。造成潤滑不良的原因很多，如潤滑劑選型錯誤，油路設計不合理，潤滑油中含水量大，密封失效進水，裝配不合理導致油孔不正、箱體密封膠進入分油槽等。

⑤軸承過載。軋機減速機軸承過載多數是坯料溫度不合格引起的。當進入軋機的坯料溫度過低時會導致軋機的軋制力增大，軋機電機、減速機過載，造成軸承內外圈輥道金屬脫落、裂紋，保持架變形、斷裂。

由此可見，導致軋機減速機軸承失效的原因眾多，只有通過有效的點檢才能提前預判軸承狀態及故障位置，避免設備的損壞。

3、軋機減速機滾動軸承的點檢方法

以往對于軋機減速機滾動軸承的點檢分為解體點檢與常規巡檢兩種傳統方式。近些年，隨著對軋鋼設備穩定性要求日益嚴苛以及在線監測技術研究的不斷深入，在線監測系統正越來越多的應用于軋機減速機軸承的點檢領域。

1）解體點檢

主要為對箱體分箱面進行解體，或打開減速機的軸承座端蓋、觀察窗的方法檢查軸承、齒輪的狀態。由于解體點檢需要在設備停機狀態下進行，因此設備技術人員的能夠在自身安全得到充分保障的條件下軸承本體、密封、定位零件等關鍵部位進行直接觸摸、觀察。由于解體點檢需要生產中斷，多在長時間檢修中進行，因此執行頻率較低。另外，減速機解體的拆裝作業需要多人配合，作業過程中容易因人員的技術水平差或作業不規范造成設備隱患或零件損壞。

2）常規巡檢

指在生產狀態下點檢人員對設備運轉情況的檢查，如透過觀察窗檢查軸承潤滑是否充分;借助便攜式測溫儀對軸承座的溫度進行測量;借助聽音棒監聽轉動中的軸承聲音。其優點是能夠不需要設備停機，符合現代化軋鋼產線連續性強、節奏快的生產模式。缺點主要為：①安全風險大。無論是旋轉設備本身或是突發的堆鋼事故都可能對點檢人員造成傷害。②點檢覆蓋范圍小，執行頻率低。受制于軋鋼產線設備眾多，布置緊湊的特點，點檢人員難以對減速的所有軸承進行高頻次點檢。③使用聽音棒檢查軸承的正常與否存在很強的主觀性，無法定量分析，對點檢員的技術水平、工作經驗有很高的要求。

3）振動在線監測

振動在線測監測系統通常包括信號采集傳感器、數據采集柜、控制計算機以及分析軟件測[4]，需在減速機軸承位的水平、垂直以及軸向3個位置打孔、安裝傳感器，進而實現軸承3個方向上的振動頻率、大小、加速度的測量。由于減速機安裝在設備底座上后，其振動情況除了受減速機自身狀態以及軋制負載的影響外，幾乎不受外界環境干擾，所以對在線測振數據的收集、分析能夠幫助設備技術人員準確了解軸承本身的磨損、變形、裂紋[5]，以及工作游隙大小、鎖母等定位零件松緊以及整個軸系的剩余不平衡量等情況。

與傳統點檢方式相比較，振動在線監測系統不受生產狀態以及設備布局的限制，具有安全性高、覆蓋面廣的特點。設備技術人員可根據轉速、載荷等因素任意設定監測頻率，通過計算機或移動終端設備實現遠程設備點檢，極大提高了點檢效率。此外，在線監測系統采集到的歷史數據更加全面、詳實，設備技術人員通過對這些數據的分析能夠準確地判斷出劣化趨勢與潛在失效位置，與傳統的常規巡檢、解體點檢相結合能夠及時進行設備維護，避免設備事故的發生。

4、結論

造成軋機減速機滾動軸承失效的原因多種多樣，不僅是軸承本身制造、裝配問題，使用、維護不當也會導致其損壞。單純的傳統點檢手段因安全性差、覆蓋面小、點檢頻次低等問題，已經難以滿足現代化的軋鋼產線對設備穩定性的嚴苛要求。振動在線監測技術不受生產條件、產線布局、設備數量等因素的制約，與傳統點檢手段相結合能夠幫助設備技術人員實現軸承狀態的量化分析以及失效預判，在軋鋼設備維護領域有著廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]李百果. 鋼鐵企業精軋機組狀態監測與故障診斷研究[D].上海交通大學，2016.

[2]楊亞輝.淺談棒材軋機減速箱的常見故障及在線監測應用[J].裝備制造技術，2021（02）：215-219.

[3]王曉青.夏水華.滾動軸承失效影響因素與影響機制[J].軸承，2010（11）：18-22. 15.

[4]王一波.鞍鋼450T鑄造起重機主起升減速機狀態監測與故障診斷系統研究[D].哈爾濱工業大學，20

[5]王珍.寧平華，潘小波，張慶豐.棒材軋機減速器滾動軸承的失效原因分析及對策[J].齊齊哈爾大學學報（自然科學版），2021，37（05）：38-43.