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軋機(jī)油膜軸承進(jìn)水原因分析及預(yù)防措施

2023-01-11

王紅強(qiáng) 邢學(xué)松 羅永浩

1、前言

軋機(jī)油膜軸承作為軋機(jī)的重要部件,在軋制生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用,油膜軸承使用的好壞決定著軋鋼生產(chǎn)是否順行,而在實(shí)際生產(chǎn)中Z常見的就是油膜軸承進(jìn)水。水進(jìn)入油膜軸承油后,會使油膜軸承油中的某些添加劑水解失效,降低油的性能,造成油膜軸承工作時(shí)潤滑異常,可引起軸承的異常磨損,造成油的乳化,降低油膜軸承油的油水分離能力、抗氧化和抗泡沫能力。因此,油膜軸承的防水工作至關(guān)重要。

2、軋機(jī)油膜軸承及密封結(jié)構(gòu)

圖1為油膜軸承及密封的結(jié)構(gòu)圖,從圖中可以看出,密封部分的鋁環(huán)、DF 密封(多肢密封)、錐套是隨著軋輥同步轉(zhuǎn)動的,水封、密封蓋、襯套與軸承座連接在一起,是不動的,在軋輥轉(zhuǎn)動的過程中,軋輥冷卻水就會通過水封、鋁環(huán)、DF 密封上的封水唇和封油唇進(jìn)入油膜軸承。

3、進(jìn)水原因分析及預(yù)防措施

3.1靜密封篩查及預(yù)防措施。

3.1.1靜密封指的是油膜軸承各部件間的“O”型圈,起到密封的作用。造成靜密封處進(jìn)水的原因主要如下:

3.1.1.1“O”型圈回轉(zhuǎn)直徑過大或過小,不易入槽。

3.1.1.2“O”型圈老化斷裂,水從“O”型圈斷裂處進(jìn)油軸承座內(nèi)部。

3.1.1.3“O”型圈部位沒有壓緊,造成“O”型圈兩側(cè)的部件中存在間隙,水從間隙進(jìn)入軸承座。

3.1.1.4“O”型密封圈斷面小時(shí),過盈量不足,易漏水。

3.1.1.5“O”型密封圈斷面過大時(shí),部分?jǐn)D在法蘭面之間,易漏水。

3.1.2針對靜密封位置進(jìn)水,需要做好以下幾個方面的預(yù)防措施:

3.1.2.1必須定期更換靜密封,確保靜密封不會老化。

3.1.2.2要使用斷面尺寸符合要求的“O”型圈,并且保證回轉(zhuǎn)直徑的精度。

3.1.2.3更換“O”型圈時(shí),要把溝槽內(nèi)有雜質(zhì)、毛刺等雜物清理干凈,確保“O”型圈在正確位置。

3.1.2.4定期檢查各部位螺栓是否松動,發(fā)現(xiàn)松動時(shí)及時(shí)擰緊,確保“O”型圈被壓緊。

3.2密封蓋的檢查及進(jìn)水預(yù)防

3.2.1對于密封蓋來說,它起的作用是為水封安裝提供支撐,同時(shí)與DF密封配合防止水的進(jìn)入。造成密封蓋處進(jìn)水的主要原因如下:

3.2.1.1密封蓋上與 DF 密封接觸的陶瓷面出現(xiàn)崩裂現(xiàn)象,會損傷封油唇或封水唇,造成 DF 密封失效。

3.2.1.2密封蓋徑向定位尺寸小,導(dǎo)致與軸承座產(chǎn)生裝配間隙,會導(dǎo)致 DF 密封發(fā)生偏磨,易漏油與漏水。

3.2.1.3密封蓋易被冷卻水氧化,緊固螺絲孔邊緣易出現(xiàn)腐蝕點(diǎn),容易造成軋輥冷卻水進(jìn)入軸承座。

3.2.2針對密封蓋位置的防水措施,主要如下:

3.2.2.1安裝密封蓋前,仔細(xì)檢查陶瓷環(huán)及測量相關(guān)尺寸,發(fā)現(xiàn)陶瓷面崩裂或尺寸異常時(shí)禁止使用。

3.2.2.2安裝密封蓋時(shí),避免硬物碰觸陶瓷面,如陶瓷面邊緣銹蝕嚴(yán)重,該密封蓋也禁止使用。

3.2.2.3要經(jīng)常檢驗(yàn)緊固螺絲孔邊緣是否有腐蝕漏點(diǎn)。對使用過的密封蓋,要經(jīng)常檢查與軸承箱及水封接觸部分是否有過多的氧化鐵皮。如果有,要及時(shí)清理,安裝時(shí)在此涂密封膠。

3.3DF 密封對密封效果的影響及進(jìn)水預(yù)防

3.3.1DF 密封是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件,它是集靜密封、唇式動密封及迷宮密封等功能于一體,圖2是正常情況下的DF密封裝配圖。DF密封任何的異常情況都可能導(dǎo)致進(jìn)水、漏油的情況發(fā)生,主要異常情況如下;

3.3.1.1鋼帶尺寸過小時(shí),使 DF 封封油唇變形,而且封油唇與封水唇過盈量不足,發(fā)生漏油及漏水現(xiàn)象,具體如圖3所示。

3.3.1.2鋼帶尺寸過大,較大的離心力使DF密封主唇及副唇對軸輥的抱緊力不足,內(nèi)側(cè)漏油漏水,外側(cè)的封油唇及封水唇過盈量增大,易磨損,具體如圖4所示。

3.3.1.3裝配過度時(shí),封油唇后側(cè)易與密封蓋凸起接觸磨擦,而且封油唇與封水唇的過盈量加大,磨損加快,錐套與鋁環(huán)把DF密封頂?shù)奶o,易把鋁環(huán)頂變形,變形部分卡在密封蓋上,使DF不能隨軋輥轉(zhuǎn)動,而與軋輥產(chǎn)生相對運(yùn)動,發(fā)生旋轉(zhuǎn),DF密封的內(nèi)側(cè)唇口磨損老化而失效,具體見圖5。

3.3.1.4裝配不到位時(shí),封水唇后側(cè)與密封蓋凸起發(fā)生磨損,而且內(nèi)側(cè)唇口的過盈量不足,從而發(fā)生漏油漏水現(xiàn)象,具體見圖6。

3.3.1.5裝配 DF 密封時(shí),封油唇和封水唇的唇口可能會出現(xiàn)翻唇現(xiàn)象,唇口會異常磨損,從而造成進(jìn)水、漏油情況發(fā)生。

3.3.2針對以上影響DF密封正常使用的各類情況,要做到針對性的預(yù)防工作,主要如下:

3.3.2.1安裝DF密封時(shí),首先要保證密封鋼帶尺寸合適,才能保證 DF 密封處于正常位置。

3.3.2.2裝配油膜軸承時(shí),必須確保鎖緊尺寸,根據(jù)裝配要求,油膜軸承在安裝到位時(shí),鎖緊螺母內(nèi)螺紋露出的長度為30±2mm。

3.3.2.3DF 密封的存放只能平鋪,保證 DF 密封沒有扭曲變形。

3.3.2.4安裝 DF 密封時(shí),密封蓋陶瓷面要適當(dāng)涂滿油脂,同時(shí)要避免封油唇和封水唇出現(xiàn)翻唇現(xiàn)象。

3.4鋁環(huán)對防水效果的影響及預(yù)防措施

3.4.1鋁環(huán)是隨軋輥同步旋轉(zhuǎn)的,在鋁環(huán)旋轉(zhuǎn)的過程中,如果鋁環(huán)不在正常位置,防水效果將會明顯降低,鋁環(huán)對防水效果的影響具體情況如下:

3.4.1.1鋁環(huán)內(nèi)側(cè)高度過高時(shí),會把DF密封頂變形,一方面可使唇口過盈量不足,另一方面可使 DF 密封與軋輥發(fā)生相對旋轉(zhuǎn),而磨損內(nèi)唇口。具體情況見圖 7。

3.4.1.2鋁環(huán)內(nèi)徑過小時(shí),不頂在封水唇的根部,而頂在腰部,使封水唇后仰,而減少過盈量。

3.4.1.3鋁環(huán)變形時(shí),鋁環(huán)與 DF 密封的接觸位置發(fā)生變化,會影響防水效果。

3.4.1.4鋁環(huán)橡膠釘脫落或橡膠釘高度不夠時(shí),會發(fā)生鋁環(huán)與軋輥之間的相對運(yùn)動,磨壞鋁環(huán)。

3.4.2針對以上問題,在油膜軸承的安裝及維護(hù)時(shí),需要做好以下幾方面的工作,才能保證鋁環(huán)正常工作。

3.4.2.1安裝時(shí),必須先測量鋁環(huán)尺寸,確保鋁環(huán)的制造精度。

3.4.2.2使用前需檢查鋁環(huán),確保鋁環(huán)不變形,變形的鋁環(huán)禁止使用。

3.4.2.3橡膠釘高度不足或缺失的鋁環(huán),需安裝新橡膠釘后才能使用。

3.5水封對防水效果的影響及預(yù)防措施

3.5.1水封是通過螺釘固定在密封蓋上的,是油膜軸承的道防水措施,水封與軋輥端面形成的接觸式動密封可以阻擋軋輥冷卻水、氧化鐵屑進(jìn)入。水封對防水效果的影響具體情況如下:

3.5.1.1水封裝配時(shí)可能會出現(xiàn)翻唇現(xiàn)象,造成唇口迅速磨損。

3.5.1.2水封是通過螺釘固定在密封蓋上的,螺釘沒有擰緊時(shí),水封和密封蓋之間會出現(xiàn)間隙,水從該間隙可以就進(jìn)入,水封失去防水作用。

3.5.1.3水封的工況較為惡劣,周圍有大量的軋輥冷卻水、油泥、氧化鐵屑,油泥和氧化鐵屑會隨著軋輥冷卻水進(jìn)入水封的V型槽中,影響水封腰部的回彈性能,Z終會造成水封唇口的快速磨損,具體見圖8。

3.5.2要提高水封的防護(hù)性能,減少磨損,需要做好以下幾點(diǎn):

3.5.2.1在水封外側(cè)增加防護(hù)密封,用于阻止輥冷卻水、油泥、氧化鐵屑進(jìn)入水封唇口,減少水封與該類物質(zhì)的接觸,保護(hù)水封,具體見圖9。

3.5.2.2安裝水封時(shí),需要先將密封蓋端面清洗干凈,并均勻涂上一層平面密封膠,確保水封和密封蓋之間沒有縫隙。

3.5.2.3安裝水封時(shí),需確保水封沒有翻唇現(xiàn)象。

3.6軋輥對防水效果的影響及解決辦法

3.6.1因軋輥在工作中是轉(zhuǎn)動的,軋輥的異常也會降低防水效果,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

3.6.1.1軋輥端面出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)場,表面將變的異常粗糙;同時(shí)由于軋輥端面緊貼水封唇口旋轉(zhuǎn),經(jīng)過長時(shí)間摩擦,軋輥端面與水封唇口接觸部位會出現(xiàn)一個環(huán)形的溝槽,環(huán)形溝槽的存在會影響水封唇口擠壓軋輥的強(qiáng)度,還會造成水封唇口的異常磨損。

3.6.1.2軋輥在工作時(shí)軸向竄動太大,可使一側(cè)水封過盈量加大,被壓緊,水封磨損加快,另一側(cè)水封過盈量小,在極限情況下會出現(xiàn)軋輥脫離水封的情況,水就會源源不到的流入,密封徹底失效。對于使用過一段時(shí)間的水封來說,由于水封的磨損,水封的過盈量變小,當(dāng)發(fā)生軸向竄動時(shí),水封更容易脫離軋輥造成進(jìn)水,提高了對水封過盈量的要求,同時(shí)也加快了水封的更換頻率。軋輥竄動對水封的影響具體見圖 10。

3.6.2針對以上兩點(diǎn),需要做針對性的工作才能減少水封的磨損,提高水封的壽命,降低進(jìn)水情況的發(fā)生頻率。

3.6.2.1為減少軋輥端面對水封壽命的影響,裝配時(shí),需要把水封接觸部位打磨干凈,使用該方法起到了一定的效果,但并不能真正解決水封的異常磨損。為徹底解決軋輥對水封壽命的影響,在軋輥端面與水封唇口接觸部位安裝陶瓷環(huán),使水封唇口與陶瓷環(huán)接觸,陶瓷環(huán)與水封唇口接觸部位鍍有一層0.4mm 的陶瓷,因?yàn)樘沾捎捕雀?,表面光滑且耐磨,可以明顯降低水封的磨損,提高水封的使用壽命。支承輥上增加陶瓷環(huán)后,水封的在機(jī)使用壽命提高到了 9 個月以上,取得了很好的效果。陶瓷環(huán)安裝時(shí)需要在軋輥端面均勻的涂抹一層平面密封膠,確保陶瓷環(huán)和軋輥端面之間沒有縫隙。軋輥端面安裝陶瓷環(huán)的情況具體見圖11。

3.6.2.2為解決軋輥的軸向竄動問題,需要從兩方面來解決:

一是把支承輥油膜軸承改為雙止推結(jié)構(gòu),改善油膜軸承的軸向受力情況;

二是制定合理的軋機(jī)牌坊與軸承座的間隙管理標(biāo)準(zhǔn),確保軋機(jī)和軸承座之間的間隙在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi),這樣可降低軋輥的軸向竄動。

3.7其它造成潤滑系統(tǒng)進(jìn)水的原因及預(yù)防措施

3.7.1軸承座進(jìn)油管或回油管油有缺口,會造成軋輥冷卻水

通過缺口進(jìn)入潤滑系統(tǒng)。預(yù)防措施時(shí)定期檢查進(jìn)油管或回油管,發(fā)現(xiàn)異常后立即更換。

3.7.2軸承座回油不暢不軋輥竄動時(shí),軸承座內(nèi)易形成負(fù)壓,出現(xiàn)軋輥冷卻水被吸入軸承座的情況。預(yù)防措施是一是檢查回油管,回油管不能彎折,確?;赜凸苈吠〞?,二是改善軋輥的軸向竄動。

4、結(jié)束語

通過對油膜軸承的進(jìn)水進(jìn)行全面分析,分析密封各個部件對進(jìn)水的影響,提出有針對性的整改措施并實(shí)施,油膜軸承的進(jìn)水防治工作取得了明顯的效果,密封的磨損明顯降低,防水效果提高,壽命也明顯提高,油膜軸承油的含水量逐年降低。

來源:《冶金設(shè)備》2019年