韶鋼二軋廠轎直機投產使用年后，矯直輥燒軸承事件頻繁發生，從2011年6月初至8月底，短短兩個多月時間里共有四套輥座裝置需要更換，使二軋廠的正常生產受到嚴重影響，給二軋廠帶來很大的經濟損失。

矯直機結構如圖1所示。矯直機包括上輥和下輥兩部分，上輥主要包括上輥座機架1、上矯直輥4和上支承輥2,下輥主要包括下輥座機架6、下矯直輥3和下支承輥7。矯直輥和支承輥通過調心滾子軸承與軸承座連接。上支承輥2和上矯直輥4相互接觸，上支承輥2的作用在于承受上矯直輥4工作時傳遞的徑向力，增加上矯直輥4的剛性。同理，下支承輥7和下矯直輥3相互接觸，下支承輥7的作用也是承受下矯直輥3工作時傳遞的徑向力，增加下矯直輥3的剛性。工作時，電機驅動下矯直輥3轉動，下矯直輥3帶動鋼板5從上矯直輥4和下矯直輥3之間穿過，通過調節上輥座機架1和下輥座機架2的相互間距，可調節矯直機對鋼板5的軋制力，從而達到矯直鋼板的目的。

工作過程中，矯直輥將承受由于鋼板5形變而產生的徑向力和軸向力。其中徑向力由矯直輥傳遞給支承輥，并由支承輥***終承受，而軸向力主要由與矯直輥連接的軸承和軸承座承受。由于調心滾子軸承軸向力承受能力低，因此，過大的軸向力是導致軸承損壞的***主要原因。

矯直輥受力示意圖如圖2所示。矯直機工作過程中，產生過大的軸向力的主要原因：

有三種，一種是矯直輥軸線不平行，水平交叉，另一種是矯直輥軸線豎直交叉，第三種是傳動裝置帶來的周期性軸向力。其中，前兩種是導致軸向力過大的***主要原因。由矯直輥軸線交叉而產生的軸向力與矯直力存在相依關系，其公式為：

由(1)式和(2)式可得，當矯直輥沒有水平交叉(θ=0)時，U1=0;此時軸向力F1=0;隨矯直輥交叉角θ的增大，軸向力系數U1增大，軸向力F1也隨之增大[1]。1978年，美國在分析軋機軸向力造成軋機軸承過度燒損時，提出軸向力F1大小，取決于矯直力P和交叉角θ。當軋機各部件制造裝配良好時，軸向力F1,約為矯直力P的0.5%～10%,如果矯直輥交叉，矯直輥的軸向力F約為矯直力P的5%[2]。

因此，減小矯直輥軸線交叉，保證矯直輥軸線的平行度是減小矯直輥軸向力的，避免矯直輥軸承受到損壞的***有效方法。

造成矯直輥軸線不平行的因素如下。

(1)設備制造安裝方面的原因。如圖1所示，矯直輥3兩端通過調心滾子軸承11與軸承座10聯接，軸承座10通過螺釘8和螺母9固定在下輥座機架6上。軸承座10的定位是通過其上的定位凸臺和下輥座機架6上的軸承座定位孔進行配合來實現的。因此，軸承座定位凸臺和軸承座定位孔的配合精度，機架定位孔的位置精度、軸承座的尺寸精度等因素都會對矯直輥軸線的平行度產生影響，即矯直輥軸線的平行度取決于設備的制造精度。因此，只有當設備制造精度非常高時，才能使矯直輥軸線平行度滿足要求，否則，當設備制造精度較低時，由于各尺寸誤差的累積，將會導致矯直輥軸線不平行，從而使矯直輥軸承在工作時承受較大的軸向力。

(2)設備長期使用產生老化。矯直機工作過程中，常承受較大沖擊力，容易造成緊固螺栓松馳。緊固螺栓的松馳，一方面使軸承座的定位凸臺和機架上的軸承座定位孔配合不緊，長時間的工作會使定位凸臺和定位孔相互磨損，這種磨損將影響軸承座的定位精度，從而影響矯直輥軸線的平行度。另一方面，螺栓的松馳會導致軸承座在沖擊力作用下產生變形，從而影響矯直輥軸線的平行度。

此外，工作時，鋼板兩邊的厚度差、矯直輥軸的加工精度也可造成矯直輥軸線交叉。

實際生產中，當矯直機使用一定時間后，機架上的軸承座定位孔發生明顯磨損，已由圓形變為橢圓形。測量數據顯示，軸承座定位孔圓度偏差***大可達2mm。如此嚴重的磨損，使軸承座的位置產生嚴重偏移，從而導致矯直輥軸線交叉角θ增大，使軸承長期承受較大軸向力F1，軸承因此極易損壞。因矯直輥交叉角0增大而產生的軸向力F1甚至會導致軸承座壓蓋變形，緊固螺栓斷裂。

由以上分析可知，要保證矯直機的工作穩定性，減小其維修頻率，需要采取措施保證矯直輥軸線的平行度，減小矯直輥工作時承受的軸向力，因此提出以下改進措施。

(1)對矯直輥軸承座的重新定位。由上述分板知道，軸承損壞是由機架上的軸承定位孔嚴重磨損，使軸承座產生偏移，矯直輥軸線不平行導致的。因此，本文采用新的定位環取代原軸承定位孔對軸承座進行定位。方法為：先對軸承定位孔進行擴孔加工，使定位孔孔徑增大，再將定位環置于軸承定位孔上，讓軸承座定位凸臺穿過定位環套于軸承座定位孔內，因為軸承座定位孔直徑比軸承座定位凸臺直徑大，因而軸承座的位置可根據需要進行適當的調節。在測量儀器幫助下調節各矯直輥間的軸線平行度，當矯直輥軸線平行度調整好后，將定位環焊接在矯直輥機架上，使軸承座完全定位。為加強矯直輥軸承座的穩定性，消除因軸承座振動產生的軸向力，將定位環與各軸承座進行配制加工，使軸承座定位凸臺與定位環的配合間隙小于0.1mm。

(2)在安裝矯直輥前，對矯直輥圓度公差和圓柱度公差，軸承座內孔圓度公差進行檢測，對矯直輥圓度公差大于0.1mm,圓柱度公差大于0.2mm的矯直輥及內孔圓度公差大于0.15mm的軸承座進行加工修正，以減小矯直輥工作過程中所受沖擊力。

(3)日常使用時，加強矯直機的日常維護檢修，定期檢測矯直輥的磨損量和軸承座的松緊度，以確保軸承座處于穩定的工作狀態。

矯直機通過以上改進后，工作狀況穩定，軸承損壞的頻率也得以降低。對2011年下半年韶鋼二軋廠矯直機的軸承燒損個數及鋼產量進行統計發現(見表1),改進前(6～8月),每月的軸承燒損數***少為10個，***多為16個，受此影響，二軋廠的鋼產量大多數維持在3萬噸左右，***高不超過4萬噸。改進后(9~11月),三個月只燒損了一個軸承，矯直輥工作穩定，二軋廠的鋼產量也因此穩步上升到7萬噸以上。由此可知，以上改進措施是基于對矯直機工作情況進行正確的分析下作出的，它對穩定矯直機的工作狀況，提高二軋廠的生產效率起關鍵性作用。

軋鋼廠生產環境惡劣，可造成矯直機軸承損壞的因素比較多，矯直機軸承損壞并非單一因素作用的結果，而是多種因素綜合作用導致的。不管導致矯直機軸承損壞的原始因素是什么，其***主要的原理是外界因素作用導致矯直輥軸線不平行，從而產生巨大的軸向力，使軸承損環。本文抓住這一主要原理，采取有效措施對矯直機進行改造并加強日常維護管理，使矯直機維持穩定的工作狀況，從而提高了二軋廠的生產效率。

【參考文獻】

[1]劉仁輔.回輥式中厚板軋機軋輥軸向竄動初探[J].軋鋼，1995(6):6-10.

[2]趙林.軋制軸向力問題研究現狀與發展[J].軋鋼，1997(1):47-49.