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啤嶺機(jī)電設(shè)備（上海）有限公司
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扇形段軸承損壞原因分析

2010-02-05

尹秀錦
（濟(jì)南鋼鐵總廠機(jī)械設(shè)備制造公司）
　　濟(jì)鋼4#、5#板鑄機(jī)為超低頭板坯連鑄機(jī)，4#板于1994年投產(chǎn)，其年生產(chǎn)能力為70萬(wàn)t，鑄機(jī)工作拉速為0.7～1.15m/min，鑄坯規(guī)格為200×1400mm，基本弧半徑為5700mm。二次冷卻區(qū)域共有7個(gè)扇形段，其中1-2段屬于彎曲段，3、4段屬于矯直段，5-7段為水平段，從3段以后每一段上都有一對(duì)拉矯輥，各段都是6根輥?zhàn)硬贾玫男≥亸剑瑔喂?jié)輥，密排布置方式，輥徑分260mm和280mm兩種，軸承為調(diào)心滾子軸承。2007年4#、5#鑄機(jī)扇形段下線52臺(tái)次，軸承原因造成的下線28次，占所有下線次數(shù)的53.85%，平均拉鋼壽命為98.75天。頻繁下線造成煉鋼非計(jì)劃停機(jī)，影響生產(chǎn)節(jié)奏，同時(shí)也增加了維修成本。
　　分析原因，問(wèn)題出在以下幾個(gè)方面：
　　1.載荷分布不均：1)輥?zhàn)油S度偏差大。在輥?zhàn)有弈ミ^(guò)程中輥?zhàn)拥耐S度偏低，拉鋼過(guò)程中輥?zhàn)拥膹澢繒?huì)加重，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，導(dǎo)致個(gè)別輥?zhàn)映?fù)荷工作，使其損壞，同時(shí)也會(huì)使鑄坯出現(xiàn)鼓肚、凹陷等質(zhì)量問(wèn)題。2)對(duì)中間隙偏差大。單片對(duì)中時(shí)，個(gè)別輥?zhàn)虞伱媾c樣規(guī)間隙值(對(duì)中間隙)是標(biāo)準(zhǔn)的上限，而其他幾根輥?zhàn)訉?duì)中間隙是標(biāo)準(zhǔn)值的下限，導(dǎo)致這根輥?zhàn)虞^其他輥?zhàn)痈撸瑢?duì)中時(shí)個(gè)別輥?zhàn)铀蕉绕畲螅瑢?dǎo)致高的軸承承受大負(fù)荷，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)或者超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致軸承先損壞。3)軸承徑向游隙不均勻。同一根輥?zhàn)由系妮S承游隙相差太大，導(dǎo)致輥?zhàn)觾蓚?cè)軸承受力不均勻，如果同時(shí)存在上述任何一種影響因素，會(huì)加劇軸承的損壞。
　　2.徑向游隙的影響：游隙的大小直接影響滾動(dòng)軸承的載荷分布、振動(dòng)、噪聲、磨損、溫升、使用壽命和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度等技術(shù)性能。通過(guò)對(duì)損壞軸承的分析，認(rèn)為軸承游隙大小不合適是造成軸承損壞的另一個(gè)因素。
　　3.潤(rùn)滑不良：1)潤(rùn)滑脂供給方式不合適。滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑主要為了降低摩擦阻力和減輕磨損，也有吸振、冷卻、防銹和密封等作用，但是裝脂過(guò)多易于引起摩擦發(fā)熱，影響軸承的正常工作。扇形段在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)潤(rùn)滑脂供給時(shí)間長(zhǎng)，頻次少，導(dǎo)致軸承先是滿脂運(yùn)轉(zhuǎn)，后是少脂運(yùn)轉(zhuǎn)，沒(méi)有為軸承提供一個(gè)良好的潤(rùn)滑條件。2)油號(hào)不對(duì)導(dǎo)致甘油堵塞。冬天維修好的扇形段存放一段時(shí)間上線后就出現(xiàn)干油堵塞的問(wèn)題，分析原因主要是北方冬天寒冷，潤(rùn)滑脂粘稠度增加，導(dǎo)致輸送阻力增加。
　　4.灰塵等污染引起軸承損壞：1)密封結(jié)構(gòu)不完善。分析軸承密封結(jié)構(gòu)（如圖）和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，發(fā)現(xiàn)密封不合適，輥?zhàn)右粋?cè)的單唇骨架油封隔塵，旋轉(zhuǎn)水封一側(cè)擋油，有漏封雜質(zhì)的問(wèn)題；而保護(hù)渣以及灰塵等容易在此側(cè)堆積，軸承在工作以及停機(jī)檢修清理雜物時(shí)容易將雜質(zhì)帶進(jìn)軸承內(nèi)。2)維修過(guò)程引入雜質(zhì)。由于潤(rùn)滑脂的不清潔和維修過(guò)程不按要求清潔裝配軸承，導(dǎo)致軸承帶病上線運(yùn)行，引入雜質(zhì)的軸承必定不能達(dá)到額定使用壽命。
　　解決措施：
　　1.均布載荷：裝配前，精確測(cè)量輥?zhàn)油S度和軸承游隙值，選取輥?zhàn)又睆浇咏姆旁谝粋€(gè)扇形段上；安裝軸承時(shí)選取游隙Z相近的安裝到同一根輥?zhàn)由希粚?duì)中精度提高到±0.05mm以內(nèi)，同一根輥?zhàn)拥乃蕉瓤刂圃?.05mm以內(nèi)。
　　2.合理選用軸承徑向游隙：選用4級(jí)游隙的軸承取代原來(lái)的3級(jí)游隙軸承，徑向游隙增加0.045mm。
　　3.選用合理的潤(rùn)滑方式：1)更改現(xiàn)場(chǎng)潤(rùn)滑脂供給方式。扇形段在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)潤(rùn)滑脂供給方式改為短時(shí)間，多頻次的方式。避免了裝脂過(guò)多引起的摩擦發(fā)熱，影響軸承正常工作。2)根據(jù)季節(jié)不同選用不同型號(hào)的潤(rùn)滑脂，維修過(guò)程中使用的潤(rùn)滑脂在冬天選用0#脲基潤(rùn)滑脂，夏天選用1#脲基潤(rùn)滑脂。減小了冬天干油阻力，夏天干油易流失的問(wèn)題。
　　4.確保軸承工作環(huán)境清潔：1)改善軸承密封結(jié)構(gòu)。將單唇骨架油封改為雙唇骨架油封，且主唇都是背對(duì)軸承安裝，主唇實(shí)現(xiàn)了阻擋兩側(cè)灰塵進(jìn)入的效果，副唇又能起到防止?jié)櫥^(guò)多流失的作用。2)加強(qiáng)油品以維修過(guò)程的管理。定期更換濾油器的濾芯，維修過(guò)程中每一個(gè)暴露在外面的管接頭都包裹起來(lái)，防止灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入管路;裝配軸承過(guò)程中嚴(yán)格按照軸承要求，清潔安裝。
　　實(shí)施之后，2008年下線扇形段28臺(tái)次，由于軸承損壞所占比例為17.86%。平均拉鋼壽命為129.89天。一臺(tái)扇形段維修成本約為12.5萬(wàn)元，改造后共節(jié)省維修費(fèi)用287.5萬(wàn)元。同時(shí)減少了煉鋼停機(jī)檢修時(shí)間4140分鐘，降低了煉鋼損失82.8萬(wàn)元，年綜合效益為370.3萬(wàn)元。