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達(dá)涅利型短應(yīng)力線軋機(jī)燒軸承原因初探

2010-03-02

　　摘　要：對(duì)川威集團(tuán)有限公司高速棒材生產(chǎn)線達(dá)涅利型短應(yīng)力線精軋機(jī)燒軸承的原因進(jìn)行了分析研究，針對(duì)其產(chǎn)生原因?qū)垯C(jī)裝配方式、軋機(jī)結(jié)構(gòu)形式、潤(rùn)滑油脂選型、托架萬(wàn)向軸傳動(dòng)等進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后基本消除了該機(jī)型精軋機(jī)燒軸承現(xiàn)象。
　　關(guān)鍵詞：精軋機(jī)；達(dá)涅利機(jī)型；軸承燒損；預(yù)防措施
　　1　前言
　　2005年末，川威集團(tuán)有限公司棒線材廠高速棒材生產(chǎn)線建成投產(chǎn)。投產(chǎn)初期，精軋機(jī)燒軸承事故較頻繁，Z多時(shí)達(dá)到22個(gè)/月，其所選機(jī)型為達(dá)涅利型短應(yīng)力線軋機(jī)。
　　2　達(dá)涅利機(jī)型的特點(diǎn)及裝配結(jié)構(gòu)
　　2.1  機(jī)型特點(diǎn)
　　與波米尼機(jī)型相比，達(dá)涅利機(jī)型的特點(diǎn)是：傳動(dòng)端上、下軋輥有半環(huán)鎖緊，軋輥不易軸向竄動(dòng)；軋機(jī)牌坊間有4根拉桿連接，穩(wěn)定性更好；導(dǎo)衛(wèi)梁高度不可調(diào)節(jié)，由于設(shè)備加工時(shí)的累積誤差，易影響導(dǎo)衛(wèi)安裝尺寸；軸承座內(nèi)軸承承載力略??；裝配件略多，裝配費(fèi)時(shí)；采用自動(dòng)機(jī)械手拆換軋輥時(shí)，需同時(shí)對(duì)中6個(gè)點(diǎn)(4根拉桿、2支軋輥)，故使用自動(dòng)機(jī)械手拆換軋輥時(shí)難度更大。
　　2.2  裝配結(jié)構(gòu)
　　川威集團(tuán)高速棒材生產(chǎn)線達(dá)涅利型精軋機(jī)由內(nèi)蒙古北方重工集團(tuán)有限公司制造。
　　2.2.1  固定端軸承裝配
　　固定端軸承裝配如圖1所示。

 
　　在上述軸承裝配中，四列圓柱滾子軸承承擔(dān)主要軋制力，其內(nèi)圈與輥頸采用過(guò)盈配合。軋輥軸向同定通過(guò)深溝球軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)，深溝球軸承承擔(dān)軋制時(shí)全部軸向載荷及部分徑向載荷。
　　2.2.2傳動(dòng)端軸承裝配
　　傳動(dòng)端軸承裝配如圖2所示。
　　傳動(dòng)端只有1套四列圓柱滾子軸承承擔(dān)軋制時(shí)的軋制力，無(wú)深溝球軸承，軋輥與軸承座在軸向無(wú)鎖緊裝置。同時(shí)四列圓柱滾子軸承內(nèi)部?jī)?chǔ)油空間小。其傳動(dòng)端擋環(huán)、半環(huán)與四列圓柱滾子軸承內(nèi)圈在軸向采用間隙配合。
　　3　精軋機(jī)燒軸承的主要形式
　　川威集團(tuán)高速棒材生產(chǎn)線精軋機(jī)燒軸承部位主要為傳動(dòng)端，其事故概率與固定端比約為5:1。一般在上線軋制48h后出現(xiàn)，生產(chǎn)時(shí)間愈長(zhǎng)，事故概率愈高。
　　燒軸承事故的主要破壞形式為：軋輥輥頸與四列圓柱滾子軸承內(nèi)圈發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，造成輥頸受損或斷裂；四列圓柱滾子軸承內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體抱死，滾動(dòng)體嵌入內(nèi)外圈；部分外圈在軸承座中轉(zhuǎn)動(dòng)，造成外圈兩側(cè)內(nèi)外端蓋、軸承座內(nèi)孔受損。
　　4　燒軸承原因分析
　　通過(guò)反復(fù)跟蹤燒軸承實(shí)例，并進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)生燒軸承事故的原因如下：
　　(1)軸承缺油。某規(guī)格軋機(jī)上線軋制48h后拆開檢查，其傳動(dòng)端上輥軸承損壞，油脂燒干；傳動(dòng)端下輥處于缺油臨界狀態(tài)，基本干油。
　　(2)軋機(jī)裝配不當(dāng)。通過(guò)對(duì)大量軋機(jī)解體檢查，發(fā)現(xiàn)部分軋機(jī)在裝配中，四列圓柱滾子軸承外圈兩側(cè)端面與內(nèi)外端蓋之間留有1～2mm間隙。留此間隙是為使軸承在工作狀態(tài)中，外圈沿內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，一段時(shí)間后，外圈負(fù)荷區(qū)自動(dòng)改變，從而有利于提高軸承的使用壽命。而這一現(xiàn)象的利用，目前僅限于在冷軋帶鋼軋機(jī)中取得成功。至于在振動(dòng)大、沖擊負(fù)荷重的棒材軋機(jī)上，目前還未試驗(yàn)。
　　通過(guò)對(duì)軋機(jī)裝配的改進(jìn)，在消除外圈兩側(cè)端面與內(nèi)外端蓋之間間隙后，燒軸承概率大大降低。
　　 (3)油脂潤(rùn)滑不良。通過(guò)了解，國(guó)內(nèi)其他鋼廠高速棒材生產(chǎn)線軋輥軸承潤(rùn)滑脂普遍選用耐高溫的復(fù)合鋰基脂或鋰鈣脂，價(jià)格較貴，160～400元/kg。川威集團(tuán)高速棒材生產(chǎn)線投產(chǎn)初期，為降低成本，選用了與川威集團(tuán)高線軋機(jī)同樣的軋輥潤(rùn)滑脂(該油脂在高線軋機(jī)上使用正常)，其型號(hào)為重慶一坪廠生產(chǎn)的“長(zhǎng)城”牌YP7035—12#軋輥特種脂，屬脲基脂類，價(jià)格低廉，36元/kg。通過(guò)對(duì)復(fù)合鋰基脂與脲基脂的特點(diǎn)進(jìn)行比較(見表1)可以看出，復(fù)合鋰基脂適用于重負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速、溫度高、不需中途加油的場(chǎng)合。而脲基脂適用于轉(zhuǎn)速高、負(fù)荷輕、集中潤(rùn)滑的場(chǎng)合。高速棒材生產(chǎn)線精軋機(jī)負(fù)荷重，轉(zhuǎn)速低(Z高1200r/min)，軋機(jī)裝配時(shí)一次性加油，軋制3～7天后下線，中途不需加油。從油脂的特點(diǎn)上看，選用復(fù)合鋰基脂較合適；同時(shí)高速棒材生產(chǎn)線精軋機(jī)傳動(dòng)端儲(chǔ)油空間小，儲(chǔ)油量少，也加劇了潤(rùn)滑不良。
　　(4)托架、萬(wàn)向軸震動(dòng)大，傳動(dòng)不良。當(dāng)托架過(guò)熱，甩動(dòng)大時(shí)，軋機(jī)一般會(huì)燒軸承。而萬(wàn)向軸使用末期，震動(dòng)大，軋機(jī)燒軸承現(xiàn)象較多。從事故概率上，傳動(dòng)端遠(yuǎn)大于操作端。由此判定，托架、萬(wàn)向軸震動(dòng)對(duì)軋機(jī)燒軸承事故影響較大。
　　國(guó)內(nèi)其他使用波米尼機(jī)型精軋機(jī)的鋼廠，同樣存在托架甩動(dòng)大的問(wèn)題，但燒軸承現(xiàn)象卻未如此頻繁。對(duì)比波米尼機(jī)型與達(dá)涅利機(jī)型，其四列圓柱滾子軸承型號(hào)分別為FC4050170與FC3852168，額定動(dòng)負(fù)荷分別為990kN與840kN。由于達(dá)涅利機(jī)型軸承額定動(dòng)負(fù)荷低于波米尼機(jī)型，故其抗震動(dòng)能力不及前者，因而對(duì)托架、萬(wàn)向軸的傳動(dòng)平穩(wěn)性要求更高。
　　５　采取的措施及效果
　　5.1采取的措施
　　針對(duì)燒軸承的原因，采取了如下措施：
　　(1)改進(jìn)裝配方式。對(duì)所有軋機(jī)進(jìn)行檢查，消除軸承外圈與兩側(cè)端蓋之間間隙。在軋機(jī)下線后清洗檢查軸承時(shí)，作好標(biāo)記，人工手動(dòng)轉(zhuǎn)變負(fù)荷區(qū)，從而提高軸承使用壽命。
　　(2)改變油脂型號(hào)，選用耐高溫復(fù)合鋰基脂。通過(guò)使用重慶一坪廠改進(jìn)的“長(zhǎng)城”牌YP7035一lF 2.5#軋輥特種脂，效果明顯。雖價(jià)格略高，但與其他鋼廠使用的軋輥潤(rùn)滑脂相比，價(jià)格僅為其1/3～1/6。
　　 (3)改進(jìn)傳動(dòng)端鎖緊方式，提高儲(chǔ)油量。對(duì)傳動(dòng)端外端蓋進(jìn)行改進(jìn)，新增軸承內(nèi)圈擋圈，并取消擋環(huán)及半環(huán)，使傳動(dòng)端儲(chǔ)油量提高1/3以上。改進(jìn)后傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)如3圖所示。
　　5.2取得的效果
　　采用改進(jìn)措施后取得了較好效果：
　　(1)改進(jìn)前，擋環(huán)、半環(huán)與軸承內(nèi)圈采用間隙配合，對(duì)軸承內(nèi)圈無(wú)軸向壓緊力。改進(jìn)后，對(duì)軸承內(nèi)圈施加了軸向壓緊力。因軸承內(nèi)圈擋圈與輥頸采用過(guò)盈配合，且緊貼在軸承內(nèi)罔外側(cè)，故其對(duì)軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)起到阻滯作用。
　　(2)加大了傳動(dòng)端儲(chǔ)油空間。改進(jìn)前，傳動(dòng)端油脂儲(chǔ)存空間小，主要靠軸承內(nèi)部滾動(dòng)體之間的間隙。而改進(jìn)后，外端蓋向外側(cè)延長(zhǎng)，加大了儲(chǔ)油空間，延長(zhǎng)了油脂的使用時(shí)間。
　　(3)由于取消了鍵、擋環(huán)、半環(huán)，因而簡(jiǎn)化了裝配程序，操作更簡(jiǎn)便。
　　(4)改進(jìn)精軋機(jī)托架，震動(dòng)減輕。首先，修復(fù)托架彈簧平衡裝置，減輕因托架震動(dòng)對(duì)軋機(jī)的影響。另外，在軋輥軸套內(nèi)安裝定位套、定位環(huán)，提高傳動(dòng)平穩(wěn)度。此法實(shí)施后，震動(dòng)明顯減輕。
　　(5)使用動(dòng)平衡萬(wàn)向軸，消除了由于萬(wàn)向軸自身甩動(dòng)對(duì)軋機(jī)傳動(dòng)的影響，動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)等級(jí)達(dá)6.3級(jí)。改進(jìn)后，一方面減少了由于萬(wàn)向軸震動(dòng)對(duì)軋機(jī)的影響；另一方面提高了萬(wàn)向軸的使用壽命，降低了使用成本。
　　(6)加強(qiáng)管理，規(guī)范操作。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)裝配質(zhì)量的監(jiān)督，規(guī)范裝配操作，提高了裝配質(zhì)量。
　　上述措施逐步實(shí)施后，2006年下半年，精軋機(jī)燒軸承數(shù)量逐月下降，至當(dāng)年11月份，軸承燒損數(shù)量由上半年的月均12～22個(gè)降至0個(gè)，全年降低成本250萬(wàn)元以上。同時(shí)與其他鋼廠精軋機(jī)使用維護(hù)成本相比，川威集團(tuán)棒材廠的成本僅為其1/3～1/4。