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背襯軸承滾子端面與擋圈擦傷分析

2018-02-23

　　背襯軸承作為多輥軋機的關(guān)鍵部件，直接影響軋機的可靠性、安全性、壽命及軋制鋼板的質(zhì)量。由于軸承要求的旋轉(zhuǎn)精度等級需達到P4以上，軸承需定期檢修，以保證其使用質(zhì)量。當軸承檢修時發(fā)現(xiàn)其一列滾子端面及擋圈出現(xiàn)了擦傷的異常磨損情況，為此分析磨損原因。
　　1　擦傷方式
　　多輥軋機用背襯軸承結(jié)構(gòu)如下圖所示，采用外圈雙滾道帶擋邊、內(nèi)圈無擋邊、內(nèi)圈兩側(cè)用平擋圈、保持架外引導結(jié)構(gòu)。軸承成組安裝在多輥軋機支承輥的芯軸上，內(nèi)圈固定、外圈旋轉(zhuǎn)，潤滑方式為乳化液潤滑，軸承主要承受軋機軋輥傳遞的徑向軋制力。

　　將軸承拆解后觀察，內(nèi)外滾道、外圈中擋邊和另一側(cè)的滾子、擋圈以及保持架均無異常，滾子端面和擋圈的磨損痕跡。（如下圖）

　　2　輥系結(jié)構(gòu)及受力分析
　　二十輥軋機的特點是軋制力從工作輥通過中間輥傳到支承輥的背襯軸承，并Z終傳到堅固的整體機架上。輥系示意圖如下圖所示。該結(jié)構(gòu)使輥系變形極小，可以在軋制的整個寬度方向獲得非常精確的厚度偏差;具有軸向和徑向輥形調(diào)整、輥徑尺寸補償、軋制線調(diào)整等機構(gòu)，并采用液壓壓下及位置自動控制系統(tǒng)，因此產(chǎn)品板形好，尺寸精度高。

　　背襯軸承采用雙列圓柱滾子軸承，主要用來承受徑向軋制力。滾子端面與外圈擋邊和擋圈之間為面接觸。此軸承在只承受徑向載荷、低速的工況下能確保軸承的使用壽命。軸承只有承受一定軸向力時才能出現(xiàn)滾子與擋圈的摩擦。
　　3　軸承擦傷原因分析
　　3.1軸向力來源
　　實際工作過程中，為了對所軋制板材的板形進行控制，軋機必須按照所軋制板材原料的形狀調(diào)整支承輥和中間輥的位置，從而改變工作輥輥形曲線。
　　1）調(diào)彎輥影響。軋機利用徑向輥形調(diào)整機構(gòu)，使支承輥（背襯軸承）的芯軸徑向傾斜一個角度，背襯軸承承受一定軸向力。
　　2）中間輥軸向竄動。為了調(diào)整板材邊部形狀，第2中間輥居中的非傳動輥有凸度，該軋輥不對稱，上下2個輥的大小頭位置相反，可以軸向移動，從而改變工作輥輥形曲線。此時會對背襯軸承產(chǎn)生軸向拖動力。
　　3）輥系不平行。當軋機輥系中的任何2個相接觸的軋輥軸線不平行時，其軋輥外徑面的接觸部位會產(chǎn)生軸向力。
　　3.2擦傷原因
　　原背襯軸承在設(shè)計時只考慮用來承受徑向軋制力，實際使用時，由于軸承安裝、制造誤差和軸向力的影響，會導致滾子產(chǎn)生一定的歪斜。歪斜角取決于滾子所承受的軸向與徑向力的比值，比值越大歪斜角越大。當提高軋制力時，軸承承受的軸向力大大增加，滾子歪斜加劇，滾子端面與擋圈倒角接觸，導致應力增加、潤滑條件變差，產(chǎn)生大量摩擦熱，Z終導致滾子端面與擋圈之間產(chǎn)生摩擦、磨損痕跡。

（吳孟川 江蘇帝蒙德軋機軸承）