一、正確認(rèn)識軋機(jī)用四列圓柱滾子軸承
軋機(jī)用四列圓柱滾子軸承主要類型包括FC型(單內(nèi)圈)、FCD型(雙內(nèi)圈)和FCDP型(帶平擋圈的雙內(nèi)圈)。其工作環(huán)境惡劣,負(fù)荷大、單位壓力高、發(fā)熱量大,使用壽命相對較短,與普通軸承相比具有明顯差異。
從應(yīng)用角度看,軋輥軸承需具備良好的潤滑與冷卻條件,徑向尺寸應(yīng)盡可能小。不同位置的軋輥(如支承輥與工作輥)在使用條件和軸承選型上存在較大差異。主要應(yīng)用條件包括:
轉(zhuǎn)速:需兼顧***高轉(zhuǎn)速與低速運行時的油膜形成能力;
高負(fù)荷:多列滾子間易出現(xiàn)受力不均,甚至部分列不承載;
內(nèi)外圈偏心:影響游隙,進(jìn)而影響板帶材精度;
軸向力:此類軸承不承受軸向力,需配套使用止推軸承;
高溫:可能導(dǎo)致潤滑失效,需特別關(guān)注。
制造方面,軸承材料需具備高承載能力、低摩擦系數(shù)、耐沖擊及良好的異物包容性。大尺寸軸承在材料、工藝上有特殊要求,目前國內(nèi)在大尺寸高端軸承制造上仍存在一定短板,關(guān)鍵設(shè)備所用軸承仍依賴進(jìn)口。
從輥系結(jié)構(gòu)設(shè)計來看,合理的軸承配置是保證軋機(jī)性能與軸承正常使用的前提。隨著鋁板帶軋機(jī)向高速、高負(fù)荷、高精度與高可靠性方向發(fā)展,“四列圓柱滾子軸承 + 止推軸承”的配置模式日益普及,其優(yōu)勢包括:
在相同剖面尺寸下徑向承載能力***大;
徑向與軸向負(fù)荷分別由不同軸承承擔(dān),適應(yīng)更高軋制速度;
軸向間隙控制更精確,有助于提高產(chǎn)品精度;
軸承精度高、可靠性好;
內(nèi)、外圈可分離,便于軋輥裝拆;
內(nèi)圈與輥頸緊配合,避免跑圈導(dǎo)致的燒損;
維護(hù)檢查簡便,綜合使用成本低。
根據(jù)JB/T 5389.1-2005標(biāo)準(zhǔn),軋機(jī)軸承零件采用滲碳鋼G20Cr2Ni4(A)或高碳鉻軸承鋼GCr15(SiMn),并符合相應(yīng)熱處理規(guī)范。鑒于軋機(jī)工作特點,此類軸承一般不設(shè)定固定使用壽命。對于高精度板帶軋機(jī),為保障輥系精度,軸承內(nèi)圈外圓常預(yù)留加工余量,裝配至軋輥后與輥身共同磨削至要求尺寸,以確保徑向游隙與同軸度。
二、正確使用軋機(jī)用四列圓柱滾子軸承
當(dāng)前使用與管理中存在的上述問題,導(dǎo)致軸承壽命短、生產(chǎn)穩(wěn)定性差、產(chǎn)品精度無法保障。盡管軋機(jī)軸承不設(shè)固定壽命,企業(yè)仍應(yīng)致力于延長其有效使用時間,以降低生產(chǎn)成本。實際使用中,除正常疲勞剝落外,常見損壞形式還包括磨損、燒傷和潤滑脂失效,表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動不暢、溫升劇增、振動噪聲異常甚至卡死。
2.1 損壞形式及原因分析
(1)接觸疲勞剝落
鋁板帶軋機(jī)多為可逆軋制,軸承在重載、高沖擊及交變應(yīng)力下運行,疲勞剝落常見于滾子表面。
(2)磨損
軸承內(nèi)部存在滾動與滑動摩擦,潤滑不良將加劇磨損,導(dǎo)致游隙增大、精度喪失。輕微磨損尚可維持使用,一旦影響板帶精度需立即更換。
(3)燒傷
因摩擦熱急劇上升導(dǎo)致潤滑失效,表層組織變化甚至粘連卡死。改進(jìn)軸承設(shè)計、采用自潤滑保持架、強(qiáng)化冷卻與潤滑是防范關(guān)鍵。
(4)潤滑脂失效
潤滑脂在剪切、氧化、污染及泄漏等因素作用下逐漸失效,引發(fā)摩擦溫升與表面燒傷。
影響軸承壽命的主要因素包括:
動載荷:沖擊負(fù)荷是軸承非正常損壞的主因,需規(guī)范操作,避免卡料、疊軋等異常工況;
軸承材料:材料成分、熱處理工藝對壽命影響顯著,應(yīng)結(jié)合工況與制造商協(xié)同優(yōu)化;
安裝與密封:良好的同心度、有效密封與合理游隙是保證壽命的基礎(chǔ);
配對關(guān)系:保持軸承與軋輥、軸承座的固定配對,避免隨意修磨內(nèi)圈,確保受力均勻;
潤滑:選用合適的潤滑劑與給油方式,避免過多或不足,防止雜質(zhì)侵入。
2.2 正確使用要點
2.2.1 樹立正確認(rèn)識
軋機(jī)軸承具有重載(為普通軸承2–5倍)、寬速域、環(huán)境惡劣、換輥頻繁及高精度要求等特點。其摩擦系數(shù)小、徑向尺寸緊湊、精度高、裝拆便利,適用于四輥軋機(jī)的工作輥與支承輥,需配套使用止推軸承承擔(dān)軸向力。
2.2.2 科學(xué)設(shè)定游隙,嚴(yán)格配對管理
軋機(jī)軸承徑向游隙的設(shè)計與實現(xiàn)主要有基軸制與基孔制兩種方法,JB/T 5389.1-2005推薦基孔制,利于批量生產(chǎn)與質(zhì)量控制。游隙大小直接影響軸承內(nèi)部載荷分布與***大滾動體負(fù)荷,需根據(jù)配合、溫升及變形等因素綜合確定。同時,徑向與軸向軸承的游隙應(yīng)匹配,避免相互干擾。
換輥時應(yīng)定期將軸承外圈旋轉(zhuǎn)90°,以均衡磨損、延長壽命。建立軸承使用檔案,固定其與軋輥、軸承座的配對關(guān)系。定期清洗檢查,按游隙標(biāo)準(zhǔn)判斷是否更換,優(yōu)先選用原配成套軸承。
2.2.3 規(guī)范裝配工藝
目前多數(shù)企業(yè)采用行車進(jìn)行軸承座拆裝,存在對中困難、效率低、易損傷輥頸與軸承等問題。專業(yè)拆裝設(shè)備已在鋼鐵行業(yè)推廣,銅加工企業(yè)宜逐步引入,以實現(xiàn)安全、高效、精準(zhǔn)作業(yè),雖初期投入較高,但長期效益顯著。
2.2.4 規(guī)范潤滑管理
潤滑旨在通過油膜隔離金屬表面,減少磨損。實際常見問題包括密封損壞導(dǎo)致油脂污染乳化液、乳化液侵入使?jié)櫥А⑺忠痄P蝕與氫脆等。潤滑方式主要有脂潤滑與油潤滑(油霧、油氣):
脂潤滑:適用于小型、簡單軋機(jī)。應(yīng)選用鋰基脂等抗水性良好的潤滑脂,按轉(zhuǎn)速、溫度及環(huán)境確定針入度與填充量(一般為1/3至1/2空間),定期補(bǔ)充更換,禁止不同牌號混用。
油霧潤滑:以壓縮空氣霧化潤滑油,輸送至潤滑點。優(yōu)點是潤滑均勻、冷卻效果好、耗油少、具有一定密封性;缺點是排空氣體含油霧需處理,依賴壓縮空氣系統(tǒng),僅適用于低粘度油,利用率較低。
油氣潤滑:將油滴與壓縮空氣混合輸送,不霧化。適用于高速、高溫、重載及多污染場合,可適用各種粘度油品,油量、氣量可調(diào),環(huán)境友好,內(nèi)腔壓力高、防污性強(qiáng),但投資較大。
2.2.5 加強(qiáng)輥系安裝管理
軋機(jī)工況與輥系裝配質(zhì)量直接影響軸承壽命,應(yīng)注意以下方面:
定期檢測調(diào)整各輥軸線平行度,軸承座專用,避免互配;
及時更換傳動系統(tǒng)磨損部件,減小間隙引起的附加軸向力;
軸承座應(yīng)具備調(diào)心功能,避免偏載;
檢查牌坊窗口、軸承座等相關(guān)件的尺寸、形位公差與配合狀態(tài);
控制軋輥撓度,避免超載導(dǎo)致滾子列受力不均;
規(guī)范軸承與軸承座的裝配:
內(nèi)圈安裝:采用感應(yīng)或油浴加熱(≤120℃),禁止火焰加熱,安裝后壓緊直至冷卻;
外圈安裝:輕敲入座,注意端面標(biāo)記,保持原始順序,記錄受力區(qū);
密封組裝:選用合適密封件(如氟橡膠骨架密封),正確安裝唇口方向,防止冷卻液與雜質(zhì)侵入。
通過系統(tǒng)化的管理、規(guī)范的作業(yè)與持續(xù)的優(yōu)化,可顯著提升軋機(jī)用四列圓柱滾子軸承的使用壽命與可靠性,為高質(zhì)量銅板帶生產(chǎn)提供堅實保障。