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冷軋軋輥軸承損壞原因分析與研究

2023-03-24

王榮和

摘 要:本文介紹了冷軋軋輥軸承的特點和常見故障現(xiàn)象,著重研究了其發(fā)生故障的原因。

關(guān)鍵詞:冷軋軋輥軸承;損壞原因;疲勞損傷

引言:軋輥軸承在冷軋機組成中比較重要,其能夠承受較大的負荷,可以在較差的環(huán)境中工作,性能較好。但也正因如此,加之容易進水、拆裝困難等,致使軸承容易損壞,對冷軋產(chǎn)品造成影向。因此對其損壞原因進行分析極為必要。

一、冷軋軋輥軸承的特點以及故障現(xiàn)象

相比于普通軸承,冷軋軋輥軸承能夠承載更重的載荷,通常情況下可以達到普通標準的2到5倍,在工作過程中,其運行速度可以發(fā)生大范圍變化[1]。通常情況下,冷軋軋輥軸承需要在比較惡劣的環(huán)境中進行工作,因此,氧化鐵屑等雜質(zhì)極易進入其中造成損壞。

在運行過程中,冷軋軋輾軸承會出現(xiàn)一定的故障,主要表現(xiàn)為:, 在將其進行拆卸清洗過程中,經(jīng)常會看到其內(nèi)外圈滾道處出現(xiàn)疲勞損傷,而且會改變顏色,硬度有所降低,并伴有裂紋產(chǎn)生,滾動體嚴重損壞等;第二,運行過程中,軸承部位溫度升高并能聽到明顯的響聲,嚴重情況下會出現(xiàn)冒煙卡死等現(xiàn)象。

二、冷軋軋輥軸承損壞原因探析

(一)內(nèi)外圈滾道疲勞損傷

在長期使用的情況下,軸承內(nèi)外圈會產(chǎn)生磨損,如果潤滑效果不佳,其表面磨損程度會增加,嚴重時便會產(chǎn)生疲勞損傷。在此基礎(chǔ)上,表面的細小材料會不斷脫落,久而久之會累積在滾動體和滾道之間,應(yīng)力由此增加并高度集中,導致裂紋產(chǎn)生,隨著裂紋的不斷擴展,表面產(chǎn)生脫落,麻面出現(xiàn),往復循環(huán),Z終造成嚴重損壞。

軸承潤滑效果不佳原因主要包括以下方面:,擋水圈與軸承座共同組成的迷宮密封構(gòu)件受到磨損,之間產(chǎn)生較大孔隙,其產(chǎn)生可能由于裝配出現(xiàn)問題,未對軸承座進行精準定位,使之與擋水圈迷宮密封處產(chǎn)生摩擦: 或者軋制時軸承受到影響而損壞,其內(nèi)部的擋水圈和軸承座發(fā)生了位移,迷官密封處出現(xiàn)摩擦此外,也可能在軸向上內(nèi)圈不緊固,擋水圈因此無法固定在原來的位置。第二由于長期使用造成密封橡膠失效,彈簧的彈性模量降低等導致不能達到良好的密封效果,在此情況下,軋制乳化液會發(fā)生泄漏流入軸承座中,潤滑油因此被稀釋,失去原有的潤滑效果,此情況經(jīng)常出現(xiàn)在下輥軸承中。

(二)內(nèi)外圈發(fā)燒變色、硬度降低

該現(xiàn)象比較嚴重,由于軸承升溫幅度較大,內(nèi)圈和輥軸之間由配合間隙變大,產(chǎn)生相對滑動,同時外圈與軸承座之間也發(fā)生相對滑動,在以上作用下軸承溫度進一步升高,往復循環(huán)的情況下,內(nèi)外圈發(fā)燒變色,硬度降低。另外,軸向緊固能力下降,如軸承內(nèi)圈的軸端螺栓松動或軸向受力過大導致螺栓受損等都會發(fā)生跑內(nèi)圈的情況。

(三) 嚴重程度Z大的故障

軸承部位溫度升高并能聽到明顯的響聲,嚴重情況下會出現(xiàn)冒煙卡死等現(xiàn)象,此類問題在軸承中Z為嚴重。

軸承內(nèi)外圈采用的材料比較薄,硬度大、柔軟度低,耐磨耐壓但抗彎曲和抗剪性能卻非常差,其使用必須配合輥軸以及軸承座,以此增加整體的性能,其中的集中受力必須由輾軸和軸承座共同分擔。一旦內(nèi)圈和輥軸以及外圈和軸承座之間不能良好配合,則極其容易導致內(nèi)外圈獨自承擔強大的力而發(fā)生破裂。所以,需要對輯軸和軸承座的尺寸和形狀等指標做出嚴格規(guī)定,并務(wù)必保證其符合要求。通常情況下,問題往往出現(xiàn)在經(jīng)過長時間使用的輥軸和軸承座中。

在運行過程中,冷軋帶速度較快,由此可能引發(fā)跑偏、斷帶或超出Z大載荷的情況,如果過載保護能力較弱,在強大的沖擊力作用下可能導致軸承受到嚴重破壞,跑內(nèi)圈、跑外圈由此產(chǎn)生,嚴重時破裂卡死等問題隨之而來,輾軸和軸承座受到嚴重損壞,其規(guī)格和形狀發(fā)生改變,表面被磨損,繼而出現(xiàn)溝槽或出現(xiàn)嚴重的變形。

在裝配輥軸過程中,如果未經(jīng)認真檢測,問題就難以發(fā)現(xiàn),或者明明知道出現(xiàn)問題卻未采取必要的措施進行改進便安裝應(yīng)用,此時,由于軋制中會產(chǎn)生強大的沖擊力,軸承內(nèi)外圈破裂的可能性便會增加,其余部件如滾動體和保羨支架便會遭到破壞。

以上軸承損壞或潤滑效果不佳等都會導致軸承溫度大幅度升高,通過人為觸摸便能做出準確判斷。

(四)徑向受力過大

支承輥軸承能夠承受較大的軋制力,但是由于材料形狀等原因,在一定的壓力作用下,容易發(fā)生瞬間高壓力,在此情況下,軋制力將會大幅增加,軸承受力超出Z大范圍,長期進行此類的運行,其壽命將會受到不良影響。另外,如果材料呈楔形,其單邊受力也將超出標準,單側(cè)受力過大, 滾動體出現(xiàn)斷裂、支承架損壞,軸承壽命降低。

彎輥力和張力是工作輥軸經(jīng)常受到的徑向力。由于原材料形狀的原因,軋制過程中必須額外增加彎輥力。在軸承座上施加彎輥力,工作軸便會發(fā)生彎曲,以便軋制出板形優(yōu)良的帶材。但是,彎輥力也會導致軸承受到不均勻的力,受力主要集中于內(nèi)外滾動體上,此時軸承的荷載能力嚴重降低,內(nèi)外滾道由此出現(xiàn)磨損。

(五) 軸向受力過大

除了軋制力以外,工作輥軸上也會受到軸向力的作用,其會對工作輥軸造成影響,而此力往往被忽視。理論情況下,軸向力的大小為軋制力的 1%到 2%,然而實際上,該力能夠達到甚至遠遠超過軋制力的5%,因而軋輥會發(fā)生竄動,軸向用于固定的螺栓斷裂導致工作中斷,嚴重時軸承直接被燒毀[2]。導致軸向力變大的原因有很多,比如,軋輥軸線發(fā)生交叉、軋制不對稱、傳動系統(tǒng)運行不穩(wěn)定等,但是Z主要的原因是軋輥之間出現(xiàn)交叉,特別是發(fā)生傳動輥的軸線交叉。

三、結(jié)論

相比于普通軸承,冷軋軋輥軸承性能較好。但是在使用過程中會受到不同程度的破壞,為此應(yīng)該認真對其損壞原因進行分析,在探索中找到Z佳的解決辦法,保證冷軋產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻:

[1] 李向陽,馬嘉,崔軍利.立磨磨輾軸承損壞原因分析[J].水泥,2019,000 (009): 42-44.

[2] 孫玉潔.淺談冷軋軋輥服役過程中的管理[J].金屬世界,2019,203 (03):14-17.

來源:《科學與財富》2020年第21期