冷軋軋輥潤滑設備的維護與創新改進

曹利波

（邯鄲鋼鐵集團有限責任公司邯寶冷軋廠，河北 邯鄲 056015）

1 冷軋軋輥潤滑系統簡介

邯寶冷軋廠酸軋軋機機組軸承潤滑系統包括稀油潤滑系統和油氣潤滑系統。稀油潤滑系統主要用于支承輥軸承、工作輥止推軸承和中間輥止推軸承的潤滑，油氣潤滑系統用于工作輥徑向軸承和中間輥徑向軸承的潤滑。自投產以來，稀油潤滑系統始終存在嚴重的進水和漏油問題，因此導致了油品乳化和大量的油品泄漏。軸承在乳化油液的潤滑下，其使用壽命顯著降低，平均每年會發生2起支承輥軸承燒損事故，3~4起中間輥或工作輥軸承燒損事故。支承輥軸承每套價格達50多萬元，而中間輥和工作輥軸承的燒毀常會傷及軋輥軸頭，導致軋輥報廢，又因中間輥止推軸承集成于中間輥竄輥耦合裝置中，投產以來，發生過3次中間輥止推軸承燒毀導致中間輥竄輥機構損壞的事故，而中間輥竄輥耦合機構的進口件價格超100萬元，國產件價格也在40萬元以上。隨著酸軋線產量的提升，機組逐步提速，并且生產高強鋼的比例日益加大，軋輥軸承的運轉速度和所受載荷都有了明顯提升，這就導致軋輥工作條件變得惡劣，所受威脅變大，重載下漏油情況也開始增多，油耗成本增加。因此，如何使用好軋輥軸承潤滑系統，改善油質、降低油耗，避免因潤滑問題導致產線停車、備件損耗成為目前亟待解決的問題。

2 支撐輥稀油潤滑系統的漏油進水分析及改進

2.1 支承輥漏油進水的因素分析

五機架六輥軋機中工作輥、中間輥、支承輥在板帶軋制時，其輥系之間的力作用在一個平面中。其中板帶軋制力的反作用力最終作用在上、下支承輥軸承上。如圖1為軋輥軋制時工作輥、中間輥、支承輥受力結構示意圖。當軋制板帶時，帶鋼的反作用力將引起上支承輥向上凹起，軋輥輥徑下側與軸承座密封分離，從而引起上支承輥漏油嚴重。而下支承輥中由于帶鋼反作用力使得支承輥輥徑的上側與軸承座密封分離，從而導致下支承輥軸承座進水問題嚴重。

圖1 軋輥軋制受力結構示意圖

2.2 從密封結構角度制定措施

2.2.1 定期更換支承輥軸承座密封

下頁圖2為支承輥輥頸密封結構示意圖，由圖2中可以看出，支承輥由一道機械迷宮式水封、一道唇形水封和一道唇形的油封組成。其中油封唇口向左側軸承座方向，而水封唇口向右側即輥身方向。在軋輥轉動中輥頸與唇形密封的唇部進行相對旋轉運動，這樣將導致水封和油封的唇口處出現磨損，從而導致漏油與進水的發生。

圖2 支承輥密封結構示意圖（mm）

為了找出唇形密封磨損量與軸承座漏油進水的關系，經過長期對軸承座密封的跟蹤測量總結，得出密封磨損量與軸承座漏油進水的關系如下頁表1所示。

表1 軋輥密封磨損量與漏油進水對照表

根據對唇形密封唇口磨損量連續6個月使用狀態的測量，分析其月均漏油量與進水量關系，初步得到密封磨損量與漏油進水的函數關系為正比例關系。當唇口磨損量超過2.5 mm時，發現軸承座漏油和進水量明顯增大，這時軸承座密封的作用已經嚴重失效。因此在日常使用時，在考慮密封更換周期和成本的情況下還應該根據該表制定合理的支承輥軸承座密封更換周期，周期宜為4個月左右。

2.2.2 修復磨損溝槽

支承輥使用一段時間后，會在與軋輥密封長期接觸摩擦的輥頸位置出現磨損溝槽，如圖3所示。這樣即使更換新軋輥密封后，由于溝槽的存在仍不能對軋輥軸承進行很好的密封，因此需要對磨損的溝槽進行修復。

圖3 輥頸處的磨損溝槽

邯寶冷軋廠在支承輥輥徑磨損量增大后，找專業的軋輥修復廠家制作了一個很薄的套環（如圖4所示），通過熱裝法將該套環安裝至磨損的溝槽處，保證了套環能與軸承座密封緊密接觸，從而達到減少漏油進水的目的。

圖4 耐磨環修復示意圖

2.2.3 軸承座雙回油改造

由于每個支承輥軸承座的進油量均為30 L/min，進油量大，軸承座內的回油一旦不及時，將導致軸承座內的潤滑油液位過高，軸承座的漏油增加，同時軸承座的發熱量過高還會導致軸承座油溫高溫報警，進而引起現場停車事故的發生。因此需對支承輥軸承座進行雙回油改造。圖5為支承輥軸承座雙回油改造的結構示意圖。

圖5 支承輥雙回油改造結構圖（mm）

原設計中只在軋輥的入口側安裝有一根進油管和一根回油管，經過雙回油改造后，在軸承座的出口側又增加了一根回油管，這就增大了單位時間內軋輥的回油量，以及軋輥軋制時軸承座內的熱量散發，從而達到減少軸承座漏油，提高軋機軋制速度的目的。

2.3 從支承輥軸承腔真空負壓導致進水角度制定措施

支承輥在運行過程中，由于回油作用可使軸承座內部形成負壓狀態，因此在軋輥轉動時將會導致乳化液被吸入軸承座內的現象發生。為避免在支承輥軸承座內產生負壓，在支承輥上開有通氣孔（如圖6）。通過在支承輥上增加透氣孔，保證了軋輥在運行時軸承座內的氣壓為正壓，有利于軸承座內的潤滑油及時回油，避免了軸承座的漏油和發熱現象。

圖6 支承輥通氣結構圖

3 工作輥止推軸承座漏油分析與改進

由于在工作輥止推軸承座的設計中存在缺陷，使得在使用時潤滑油會沿著工作輥輥頸與軸承端蓋的接縫處漏油，經過查找圖紙發現，是由于圖7中所標示的位置缺少密封而導致的。通過在軸承端蓋的內圈上增加了一道密封圈，使得軋輥進入軸承座后能在軸承座與輥頸接觸的面上形成一圈有效的密封，從而避免了工作輥輥頸漏油的發生。

圖7 工作輥止推軸承座輥徑漏油位置示意圖（mm）

4 結語

通過對軋輥稀油潤滑系統攻關改進后，確保了冷軋生產的穩定運行，提高了生產作業率，取得了顯著的成效。在油質改善方面，潤滑油的含水量控制在1%以下，改善了軸承的潤滑條件，減少了軸承燒損等惡性事故的發生，軸承的使用壽命延長了20%以上；油耗方面，在攻關前潤滑油每月消耗90桶，攻關后降為40桶，每月節約油品費用達20萬元以上。