鄭星光
（新餘鋼鐵有限責任公司，江西新餘 336501）
摘 要：通過對四重式十一輥鋼板熱矯直機滾動軸承的失（shī）效分析，提出相應的對策，對延長矯直輥係的使用壽命，降低設備成本費用，提高經濟效益，具有重要意義。
關鍵詞：滾動軸承；疲勞（láo）剝落；交變負荷荷；油氣潤滑；腐蝕
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前言
新餘鋼鐵有限責任公司中板廠（簡稱新鋼（gāng）中（zhōng）板廠）於1994年技改上了一套與四輥軋機相配套的四重式十一輥熱矯直機。支撐輥軸承采用調（diào）心滾子軸承（3E172828Y）。潤滑方式為油氣集中潤滑，氣動泵的供油量為2cm3/行程，氣動泵的Z大工作壓（yā）力為4MPa，壓縮空（kōng）氣壓（yā）力（lì）為0.4MPa，耗氣量為（wéi）140m3/h，油氣潤滑係（xì）統每小時總需油量150cm3，氣動泵工作時間為6s，停頓時間為23s（可調（diào））。
隨著新鋼中板產量的逐年大幅度提高，品種和規格的（de）不斷擴大，矯直機支撐輥軸承的工（gōng）作環境差，溫度高，負荷大。支撐輥軸（zhóu）承的失效，必（bì）然導致Z終（zhōng）更換矯直輥係。
2 失效形式分析
2.1 疲勞剝落
疲（pí）勞剝落是滾動軸承的工作（zuò）表麵因滾（gǔn）動疲勞引起的鱗片（piàn）狀的（de）剝（bāo）落。支撐輥滾動（dòng）軸承工（gōng）作時，滾動體與內（nèi）圈（或外圈）所受的負荷都不是恒定的，而是隨著軸承的運轉周而複始地變化著。這種負荷為交變負荷；又由於滾動體與內圈（quān）（或外（wài）圈）的接觸麵積很（hěn）小，使得接觸應力很大，在（zài）較高的轉速（sù）下，在巨大交變接觸應力的多次反（fǎn）複作用下（xià），金（jīn）屬便會發生疲勞。開始，在應力集中的部位產（chǎn）生可見微小裂紋，由於潤滑油的作用和（hé）金屬腐蝕（shí），使裂紋逐漸擴（kuò）大，當擴大（dà）到一定程（chéng）度時，表麵金屬便會產生剝落，形成凹坑，類似麻點。長期的運轉（zhuǎn），會（huì）使剝落的積累達到使軸承失效的程（chéng）度。我（wǒ）們在拆軸承時（shí），會經常出現內或外圈陰謀（móu）滾動體表麵有麻點和一塊塊金屬（shǔ）剝落，這一是金屬疲勞剝落的現象。
滾動軸承的疲勞（láo）剝落（luò）如果在軸承長時間運轉之後發生，應視為自然損壞，若想延（yán）長其使用壽命，可以采用（yòng）提高軸承的潔（jié）淨度和降低各種原因引起應（yīng）力集中，改善工作條件等一係列（liè）措施。如（rú）果在軸承的使用中（zhōng）期或前期發生，應視為非自然剝落，則要進一步尋（xún）找原因，采（cǎi）取相應的措施。
2.2 非自然剝落
非自然剝落（luò）是由（yóu）人為因素引起的發生在軸承使用中期或早期的（de）剝落。產生非自然剝落的主（zhǔ）要原（yuán）因為安（ān）裝不當所造成。
2.2.1 安裝時，軸和外殼的擋肩對配合不垂直，或者由於軸彎曲，使（shǐ）內外（wài）圈（quān）相互歪斜，都會造成滾動（dòng）表麵接觸應力過大，導致剝落。
2.2.2 由於安裝歪斜以及敲擊時用力過大，使內或外圈滾（gǔn）道受傷。
2.2.3 軸（zhóu）承安裝過（guò）緊、過鬆，也會造成軸承的早期剝落。
解（jiě）決軸承安裝不當的途徑主要有：根據矯直負荷的大小、方向及（jí）性質等，合理選擇軸承類（lèi）型，配置及（jí）精度（dù）；根據（jù）支撐輥軸承在矯（jiǎo）直（zhí）機的（de）使用情況，合理（lǐ）地選用軸承與軸的配合性質及公差等級；根據軸（zhóu）承類型、結構、尺寸（cùn）和配合性質，選擇適當的裝配方法和工具；嚴格按照軸承裝配的規則進行裝配。
2.3 磨損
支撐輥軸承工作時，滾動體與輥道之間（jiān）主要運動是滾動，很少滑動。因此（cǐ），在正常情況下，軸（zhóu）承零件（jiàn）的磨損並不嚴重。但當（dāng）雜質侵入或潤滑不良時，磨損一會急劇加速（sù），導致Z終軸承失效。
2.3.1 雜（zá）質侵入
當混雜（zá）在潤滑油中的雜質微粒（砂子、髒物等），壓縮空氣過（guò）濾精（jīng）度不夠或過濾失效後，油管生鏽，清潔不淨，機加工鐵屑等異物以及軸承（chéng）密（mì）封失效後水和氧化（huà）鐵渣（皮）侵入支撐輥軸承時，就會（huì）在輥道和滾動體上發生磨料磨損。在這種情況（kuàng）下，看不到金屬的剝落，隻是在工（gōng）作表麵上看到不均勻的（de）劃傷。由於磨料磨損，內（nèi）或（huò）外圈與滾動體之間的遊（yóu）隙增大（dà），輥道失去光澤，並出現不均勻的劃痕。
2.3.2 潤滑油不足或變質
在潤滑油不足或潤滑油變質時，軸承潤滑（huá）得不（bú）到保證，在（zài）這種情況下，會導致嚴重的後果。由（yóu）於軸承工（gōng）作中產生的熱量不能通過潤滑油帶（dài）走，軸承就會因過熱而喪失原來的機械（xiè）性能，硬度大大降（jiàng）低，因此磨耗極為迅速，破壞了軸承的正常工作。
2.3.3 使用不當
應該（gāi）指出（chū），軸（zhóu）承的劇烈磨損主要是由於使用（yòng）不當造成的。因此，在軸承使用（yòng）中應（yīng）保證軸承密封（fēng）裝置安裝的可靠性，對軸承工作狀況及冷（lěng）卻、潤滑（huá）狀況進行係（xì）統監測，保證軸承在良好的冷卻、潤滑狀態下工作。
2.4 破裂
支撐輥滾（gǔn）動軸承破裂有兩種情況，一種是疲勞（láo）引起的破裂（liè），另一種是安裝不當引（yǐn）起的破裂。
2.4.1 疲勞所致
滾動軸承零（líng）件受極大的交變載荷（hé）。由於軸承的材料缺陷或其（qí）他原因，致使軸承某（mǒu）個部位發（fā）生應力（lì）集中，當應力大（dà）於強度極限時，該處就會發生（shēng）微小裂紋。交變載荷的持續（xù）作用和潤滑油的油楔作（zuò）用，致（zhì）使裂紋不斷擴大，當裂紋擴（kuò）大到一定程度時就會發生破裂。新鋼中板廠2003年8月份換上的一套輥係，由於支撐輥軸承是委托外單位采購、組裝的，沒有把（bǎ）住（zhù）材料質量關，致使換上後使用不到一個月（yuè），就陸續出現（xiàn）軸承破裂，Z後不得不更換輥係。
2.4.2 人為造成（chéng）
造成軸承破（pò）裂的更常見的原（yuán）因是人（rén）為的原因。如拆裝時硬性（xìng）敲擊以（yǐ）及硬質微粒雜質（如砂子、鐵屑、電焊渣子等）侵入軸承內部等，都可能引起內外（wài）圈及保持架（jià）等（děng）破裂。
解決軸承破裂的主（zhǔ）要途徑：嚴把軸承質量關；嚴格按軸承裝配製（zhì）度組裝。
2.5 腐（fǔ）蝕
在軸承零件表麵形成暗黑色的斑（bān）點和潰爛（làn）便是腐蝕現象。造成腐蝕的主要原（yuán）因有：濕氣或水分侵（qīn）入軸承內（nèi）部；使用（yòng）性質不佳的潤滑（huá）油也能引起腐蝕；還有一種腐蝕叫接觸（chù）腐蝕，它主要（yào）發生在不旋轉（zhuǎn）的內外（wài）圈和滾動體的接觸表麵上。解決的主要途徑：保證軸承密封的完好和及（jí）時排（pái）盡壓（yā）縮空氣中的水（shuǐ）分，避免濕氣或水分進入軸承；嚴把潤滑油的質量關；安裝後（hòu）支撐輥能在銷軸上靈活（huó）轉動，並和支撐輥貼緊（jǐn）和（hé）轉動。
2.6 膠合
支撐輥軸承由於使用維護和保養不當或密封潤滑不良等因素，引起軸承早期磨損、膠合。膠合的主要原因有：負（fù）荷過大；軸承的（de）原始缺陷；軸承自身的不（bú）可靠性；冷卻不良；密封不良；潤滑不良。
解決的途徑有：嚴格工藝紀（jì）律，不該矯（jiǎo）的板子堅決（jué）不能矯（jiǎo），避免超壓下量矯（jiǎo）直；保證冷卻和潤滑處於良好（hǎo）狀態，減少軸承（chéng）內部發熱；保證密封的可（kě）靠性；嚴把軸承材料質量關。
2.7 其他損傷
2.7.1 火花熔融
如電流（liú）通（tōng）過軸承，在輥道和滾（gǔn）動（dòng）體的接觸點上，電流通過（guò）很薄的油膜（mó）而引起火花，造成局部表麵熔融，使輥道上出現坑疤。這些小（xiǎo）坑由於磨損逐（zhú）漸擴大，直至整個軸承破壞。
2.7.2 保持架（jià）損壞（huài）
保持架由於磨損、破碎及折斷等使得軸承不能使用。
2.7.3 殘碰吸附
由於殘碰造成金屬碎屑的吸（xī）附，而使軸（zhóu）承受（shòu）到（dào）損傷（shāng）等。解決的主任途（tú）徑有：避（bì）免電流通過軸（zhóu）承，以防產生電蝕；對有殘（cán）碰（pèng）的軸承座進行退磁，防止金屬碎屑的吸（xī）附。
3 結束語
自改（gǎi）造以來，對矯直機（jī）支撐輥軸承出現的問題有針對性進行分析，查找原因，進（jìn）而采取防範措施，使（shǐ）得原先（xiān）矯直（zhí）機（jī）輥係的設計使用（yòng）壽（shòu）命由20萬t/套，延長到現在的60萬t/套左右，節約了設（shè）備成本。
來源：《山東冶金（jīn）》2004年第S1期
