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基于熱軋軋機(jī)輥軸承密封及潤(rùn)滑適應(yīng)性改造

2018-07-20

孟憲偉
（萊蕪鋼鐵有限公司設(shè)備檢修中心）

　　摘　要：軋機(jī)軸承用于冶金軋機(jī)機(jī)架的軋輥頸、滾筒上所用的軸承，采用圓柱滾子軸承承受徑向載荷，深溝球軸承或角接觸球軸承、或徑向設(shè)計(jì)或止推設(shè)計(jì)的圓錐滾子軸承承受軸向載荷。軸承損壞往往是由于密封效果不良，裝配及工況條件差造成的，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及統(tǒng)計(jì)分析，改進(jìn)軸承的密封性是提高軸承設(shè)備壽命的保障。

　　關(guān)鍵詞：軸承；潤(rùn)滑；密封；機(jī)架輥
　　前言
　　當(dāng)前冶金生產(chǎn)中的熱軋領(lǐng)域，軋輥軸承是軋機(jī)的主要受力零件之一，它分為徑向軸承和軸向止推軸承。軋輥工況條件往往處在高溫、氧化鐵皮較多、冷卻水、油污、沖擊重載條件下作業(yè)，加上設(shè)計(jì)中對(duì)設(shè)備缺乏了解，對(duì)軋機(jī)軸承的安裝和維護(hù)不到位，軸承磨損極為嚴(yán)重，因裝配質(zhì)量問(wèn)題常造成軋機(jī)軸承燒損，軸承的穩(wěn)定運(yùn)行是保證軋線設(shè)備作業(yè)率、提高軋機(jī)效率的重要保障。為延長(zhǎng)軋機(jī)軸承壽命，應(yīng)采用正確的使用方法，合理裝配，確保軸承的潤(rùn)滑和密封到位，加強(qiáng)軸承的潤(rùn)滑和密封是延長(zhǎng)軸承使用壽命的關(guān)鍵因素。

　　1.軋輥軸承存在問(wèn)題
　　軋機(jī)軸承使用壽命和軸承座是息息相關(guān)的，軸承座一旦設(shè)計(jì)不合理，將給軸承受力不均，在軋制過(guò)程中，機(jī)架輥受到鋼板嚴(yán)重的沖擊載荷，容易導(dǎo)致機(jī)架輥軸承損壞，降低軸承使用壽命，軸承座應(yīng)具有調(diào)心性，避免因軋輥燒損撓曲變形而使軸承受到偏載。軋機(jī)機(jī)架輥齒輪箱由于設(shè)計(jì)原因，未考慮到設(shè)備之間連接的尺寸、幾何形狀、精度等級(jí)、公差范圍與設(shè)計(jì)是否相符，密封效果較差，大量的氧化鐵皮、冷卻水、水蒸氣等的侵蝕，機(jī)架輥的工況極其惡劣。與軸承配合的接觸面的光潔度、硬度是否在規(guī)定范圍之內(nèi)，所有間隙、過(guò)盈配合量是否符合設(shè)計(jì)要求等等。一旦設(shè)計(jì)不合理，機(jī)架輥經(jīng)常出現(xiàn)漏油、進(jìn)水的現(xiàn)象。機(jī)架輥持續(xù)漏油、進(jìn)水嚴(yán)重影響了機(jī)架輥齒輪箱內(nèi)齒輪和軸承的潤(rùn)滑效果，大大縮短了機(jī)架輥的使用壽命，平均每套機(jī)架輥的使用壽命不到30萬(wàn)噸，同時(shí)大量的潤(rùn)滑油的泄露造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)架輥軸承的使用壽命已經(jīng)成為制約冶金熱軋生產(chǎn)線產(chǎn)量和質(zhì)量提升的瓶頸。

　　2.改造及預(yù)防措施
　　2.1.改造原理
　　從流體動(dòng)力密封原理來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)下的油封與軸的狹小接觸帶上，有一層液膜具有流體的動(dòng)壓特性，降低了軸與密封件的摩擦力，由于摩擦力的存在使密封間的接觸面上受到沿圓周方向的切向力作用，并產(chǎn)生切向變形，從而改善了動(dòng)態(tài)下的潤(rùn)滑。密封表面許多微觀隆起與凹陷，在動(dòng)態(tài)下相當(dāng)于微小的滑動(dòng)軸承板，動(dòng)態(tài)下將粘性液體帶入楔形間隙，形成流體動(dòng)力液膜，從而起到潤(rùn)滑和密封作用。提高密封效果和壽命的本質(zhì)是降低密封唇口磨損，將接觸面保持邊界摩擦和流體潤(rùn)滑兩種狀態(tài)，避免干摩擦狀態(tài)。

　　2.2.提高與密封配合的密封環(huán)表面精度
　　機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。軸承是靠密封環(huán)與密封緊密配合下，密封環(huán)的尺寸及表面質(zhì)量在密封系統(tǒng)中起很大作用。密封環(huán)是動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的總稱(chēng)（下同），是構(gòu)成機(jī)械密封Z主要的元件。密封環(huán)在很大程度上決定了機(jī)械密封的使用性能和壽命。軸承密封形式如圖1所示。

　　密封環(huán)尺寸比如圓度超差密封效果將會(huì)大打折扣，表面粗糙度太大會(huì)造成密封磨損較快，對(duì)軸承危害還較大。對(duì)密封環(huán)進(jìn)行改造，將密封配合出粗糙度由3.2改為1.6，加大端面倒角，由原來(lái)的5mm改為10mm，降低由于裝配而造成的密封損壞。密封環(huán)應(yīng)具備有足夠的強(qiáng)度和剛度，在工作條件下（如壓力、溫度和滑動(dòng)速度等）不損壞，變形應(yīng)盡量的小，工作條件波動(dòng)時(shí)仍能保持密封性。尤其是密封端面要有足夠的強(qiáng)度以及一定的耐腐蝕能力，密封環(huán)材料有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和較小的線膨脹系數(shù)，有良好的耐熱沖擊能力，承受熱沖擊時(shí)不至于開(kāi)裂。密封環(huán)要有良好的自潤(rùn)滑性，密封環(huán)材料與密封流體還要有很好的浸潤(rùn)性，工作中如發(fā)生短時(shí)間的干摩擦，不損傷密封端面，保證軸承的使用壽命。

　　2.3.科學(xué)合理安裝軸承密封件
　　如何合理安裝軸承機(jī)械密封件直接決定了密封件的使用年限，安裝過(guò)程中應(yīng)考慮機(jī)械密封型式、軸承的型號(hào)及種類(lèi)不同而有所不同，應(yīng)根據(jù)軸承的產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)或樣本，保證機(jī)械密封的安裝尺寸。
　　裝入前，軸（軸套）、壓蓋應(yīng)無(wú)毛刺，軸承狀況良好；密封件、軸、密封腔、壓蓋都應(yīng)該清洗干凈。為減少摩擦阻力，軸上安裝機(jī)械密封的部位要薄薄地涂上一層油，以進(jìn)行潤(rùn)滑，考慮到橡膠O形圈的相溶性，若不宜用油，可涂肥皂水。浮裝式靜環(huán)不帶防轉(zhuǎn)銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)，不宜涂油，應(yīng)干式裝入壓蓋。
　　軸承密封件可考慮選用普通的氟橡膠骨架密封，先將靜環(huán)與壓蓋一起裝在軸上，注意不要與軸相碰，然后將動(dòng)環(huán)組件裝入。彈簧座或傳動(dòng)座的緊定螺釘應(yīng)分幾次均勻擰緊。
　　注意旋向，聯(lián)軸器是否對(duì)中，軸承部位的潤(rùn)滑油加法是否適當(dāng)，配管是否正確。按照軸承使用環(huán)境要求，應(yīng)定期對(duì)軸承進(jìn)行聽(tīng)、觀察和測(cè)量。
　　3.結(jié)語(yǔ)
　　隨著新技術(shù)、新材料的不斷發(fā)展，軸承密封技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，使得密封效果得到很大提高，軸承使用和維護(hù)也得到改善，降低了勞動(dòng)成本，提高了設(shè)備使用壽命，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：
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