提高宽厚板轧机工作辊轴承使用寿命的研究

发布时间：2023-04-15

樊星辰　潘彪　刘树清

摘　要：为了提高某厂特厚板轧机工作辊轴承的使用寿命，通过对轧机工作辊轴承使用工况，以及目前轴承维护方法进行分析，得出影响轧机工作辊轴承使用寿命的主要原因。通过制定合理的轴承维护方法和轴承快速清洗设备，使得特厚板轧机工作辊轴承的使用寿命得到了明显提高。结果表明：合理的轴承维护方法、轴承快速清洗设备，能够减少人力，提高清洗效果，提高工作辊轴承使用寿命，在降低备件费用的同时，也提高了工作辊工作效率。

关键词：轧机；工作辊；轴承；失效

某厂4300 mm 宽厚板生产线是该厂形成铁、 钢、材生产配套、实现完整工艺流程的关键项目，建成投产后，年产宽厚板120万t，通过改造升级，Z终达到化120～200万t产量规模[1]。轧制工艺为：坯料经过高压水除鱗后，由轨道送到四座粗轧机机进行展宽和厚度轧制，当宽度达到要求时，由运输辊道送至四座精轧机。四座精轧机进行精轧，直到满足厚度要求[2]。轧制后钢板经矫直，送精整线定长定宽剪切。

其中轧机工作辊的轴承需满足很高的使用要求，在轧机生产线的日常生产过程中，工作辊的轴承经常会被烧损，轴承一旦烧损，将导致产线停产，停产时间过长会造成一定的经济费用和使得成本的增加[3]。因此除了应用好品牌的轴承还应对轴承进行必要的定期维护检查，已延迟轴承的使用寿命，降低轴承备件费用，对减少不必要的停机时间是有利的[4]。

1　存在的问题

在轧机的轧制过程中，会产生很大的径向力，同时工作辊的高速旋转会造成轴承出现疲劳点蚀，甚至胶合。同时轧机工作辊轴承外形尺寸大，在线装机量大，且每盘轴承在线工作一周都要下线进行清洗，清洗掉废旧油脂，并检查轴承的内圈、外圈、滚动体尺寸。所以轧机工作辊轴承清洗的效果直接影响到对轴承的检查[5]。而目前大多数钢铁企业，清洗轧机工作辊轴承都是靠人工，利用抹布、刷子对轧机工作辊轴承进行清洗。缺点是油污大、清洗时转动轴承费劲、清洗效果不好，不但浪费人员劳力投入和维护资金，而且还常因轴承清洗不净，导致轴承检查不到位，使得轧机出现故障，浪费宝贵的生产时间也影响到企业产量和经济效益[6]。

2　改进措施

2.1 合理定期的轴承维护方法

轴承失效的原因之一就是轴承缺少定期合理的维护，加速了轴承的损坏[7]。为此，根据轧机生产情况制定出合理定期的轴承维护方法。

（1）给每个轴承编号，建立轴承全寿命档案；

（2）定期拆卸清理轴承，检查轴承座和辊子的配合面的尺寸精度，对于超差的辊子进行修磨，修磨后对辊子尺寸进行复测，若能满足工艺尺寸要求可继续使用，并做详细记录[8]；

（3）工作辊高速工作过程中，轴承外圈和轴承保持架会产生一定的振动，轴承长期在这种振动下工作，会出现外圈辊道疲劳剥落，严重的会造成轴承失效。因此，可以定期对工作辊两端轴承换位使用，以减少轴承受到单一轧制力作用，发生疲劳剥落的现象[9-10]。

2.2 合理高效的清洁轴承设备

为了解决原来人工清洗轧机工作辊轴承费时费力、清洗效果不好、影响轴承检查等问题，自制一种轧机工作辊轴承快速清洗设备。图1为轧机工作辊轴承快速清洗设备，该设备主要包括电机1、减速机；2、下接手轴；3、上盖；4、上盖合页；5、油箱合页；6、轴承外径固定螺丝；7、下接手轴固定螺母；8、油箱；9、泄油截门；10、行走轮；11、内隔圈；12、轴承；13、下定位槽；14、上定位槽；15、轴承带动盘；16、下接手；17、橡胶接受；18、上接手；19、把手；20、托手。将内隔圈12焊接固定在油箱9的底部；将轴承13内径与内隔圈12的卡扣对接固定；将橡胶接受18安装在下接手17上，下接手轴3与上接手19通过键连接，并将上接手轴3通过键与轴承带动盘16连接，通过下接手轴固定螺母8紧固在轴承带动盘16上；将装有下接手轴3、下接手轴固定螺母8、下接手17、橡胶接受18的轴承带动盘16通过轴承外径固定螺丝7紧固在轴承13的外径上。将电机1和减速机2通过螺栓固定在上盖4上，上接手19通过键与减速机2的输出轴连接，并将上盖4通过油箱合页6、轴承外径固定螺丝7连接。

上述轧机工作辊轴承快速清洗设备的使用方法步骤如下： 

（1）将轴承13内径与内隔圈12的卡扣对接固定； 

（2）在油箱内注入适当清洗液；

（3）将装有下接手轴 3、下接手轴固定螺母 8、下接手17、橡胶接受 18 的轴承带动盘 16 通过轴承外径固定螺丝7紧固在轴承13的外径上；

（4）合上上盖4，使得上接手19与橡胶接手18及下接受齿配合； 

（5）将下定位槽14与上定位槽15通过螺栓固定；

（6）接通电源，旋转轴承，直至轴承洗净；该轧机工作辊轴承快速清洗设备的优点在于：结构?单、制造费用低、便于维护、整体设备便于拆装携带；利用轴承内径固定，外径旋转，使得轴承滚柱转动，轴承滚柱上的润滑油充分与清洗液接触，清洗干净，高效。

3　结论

（1）通过制定合理的轴承维护方法，建立轴承档案、制定标准的维护清洗方法、定期对工作辊两端轴承换位使用，可以极大的减少轴承失效，提高轴承使用寿命。 

（2）根据清洗工作辊轴承的实际工况，设计制造轴承快速清洗设备，清洗轴承干净，高效，同时较少清洗液的消耗。

（3）经过一年多的应用，轧机工作辊轴承备件的维护费用比上一年度减少25%，故障率比上一年度降低24%。综上所述，通过制定合理的轴承维护方法和轴承快速清洗设备，降低了维护成本，保证轧机工作辊的稳定运行。具有较好的社会、经济效益。对其他轧机的工作辊轴承的维护有一定的借鉴。

参考文献：

[ 1 ] 陈鑫. 影响轧机工作辊轴承寿命的相关因素分析[J]. 科技风，2017（12）：148.

[ 2 ] 王海源. 4100 mm宽厚板轧机支承辊辊型曲线优化仿真分析[J]. 钢铁，2013（4）：52.

[ 3 ] 张林，赵德文，邓伟，等. 400 mm厚连铸坯轧制时缺陷的压合模拟[J]. 钢铁，2011（11）：62.

来源：《连铸》