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短应力线轧机轴承事故探讨与对策

作者: 江苏帝蒙德轴承有限公司 浏览:113 发表时间:2022-07-27

摘 要:分析短应力线轧机烧轴承、轧机轴承对产品质量的影响,并针对轴承组装配合、检验、润滑与密封的选择提出了相应的对策。

关键词:短应力线轧机;烧轴承;轧辊轴向错位;对策


1 前言
新疆八一钢铁股份公司线材厂现有Ø480×3/Ø430×5/Ø350×2/Ø320×2/Ø300×4、Ø280×2×4复二重式线材轧机一套。1990年将Ø280×2× 4轧机中的 K1、K2轧机改造为带滚动轴承的短应力线轧机,这种高刚度优越性轧机,能使钢材尺寸偏 差控制在±0.4mm标准之内,采用整机更换,大大缩短了轧机的换辊时间(仅为15分钟)。轧机装配轧辊在予装间进行,且轧机的操作、调整方便,稳定性 好,钢材的产、质量和成材率大幅度提高。但是由于轧机在安装、维修、配件加工精度等方面存在的问 题,有时也会造成超标现象。分析认为,轧辊轴向错位、轴向不稳定是造成钢材超标准的主要因素,为保证正常生产,必须减少或消除由于轴向不稳定造成的轧辊轴向窜动成为一个亟待解决的问题。


2 短应力线轧机轴承的结构特点

Ø280mm短应力线轧机K1、K2架轴承型号采用Fc3248124/P6四列短圆柱滚子轴承,调整端为116132正推轴承,传动端为132圆球滚子轴承。四列短圆柱滚子轴承只承受径向力,圆珠滚子轴承 116132承受轴向力。

3 轴承的装配结构

圆珠滚子轴承安装在轧辊的调整端即四列短圆柱滚子轴承外侧,圆珠滚子轴承为双外半环轴承。从理论来说只承受轴向力,不承受径向力,为确保轴承游隙在一定范围,公差配合在+0.03~+0.06mm,如图1所示。

图1 轧辊调整端装配图 

1.内端盖;2.端盖螺栓 M16×55;3.Fc3248124/p6轴承;4.116132轴承;5.端盖;6.M42×55调整螺栓;7.M42×75调整螺栓;8.挡环;9.止推半环;10.锁紧螺母

4 轴承润滑和密封 

锂基、铝基、聚脲基润滑都是轧机轴承理想的润滑剂。轧机密封不良是轧机轴承损坏的主要原因之一。如果外界污物侵入轴承座内,较先污染的是靠近外侧的润滑脂,使轴承零件表面出现的磨损面不断扩大,沿圆周方向形成裂纹并逐渐扩展,较终使套圈开裂。严重时还会报废轧辊、轴承座等相关部件。由于特殊的工况条件,轧机轴承需2~3种密封组合才有更好的效果,本轧机采用径向间隙迷宫密封,RBR型(橡胶)轧机专用密封环能满足现场生产的需要,轧机轴承的无忧运转对轧钢生产十分重要。

5 轧辊轴向窜动检测 

换辊采用整轧机架更换,轧机的拆装在预装间 进行,轧机装配完毕后为了保证正常生产,预防轴向窜动及验证装配质量,需对装配后的轧机进行静态轴向窜动的测试,静态轴向窜动量≤0.20mm,将测得数据记录在册作为考核依据。生产实际情况证明, 轴向窜动≤0.20mm 能够满足轧机正常生产要求。 

(1) 测量工具:钟表式百分表、磁性表架、橇杠。 

(2) 检测方法:将轧辊放置在调整平台上,不允 许轧辊发生相对转动,以免使测量数据出现误差。将上下辊头断面擦拭干净,将磁性表架磁块放到下辊端面上,百分表触头与上辊端面接触时必须保证触头与轧辊端面垂直,否则会影响精度。

6 安装的方法 

短应力线轧机由于没有机架,它的固定方式采用轴向调整螺栓固定和U型架定位,由平衡螺母和四只地墩来确定轧机平衡,由于磨损不均匀,整机安装时,就会造成轧辊不水平,这样在轧辊运转时轴承受力也不均匀,轴承游隙随着磨损相应增大,造成轧辊轴向窜动。改进轧机整机安装方法,将整机装入U型架中,所有的固定螺栓先不紧固到位,开机无负荷运转3~5分钟,使短应力线轧机在运转中自行调整平衡到较佳位置,然后紧固螺栓进行轧制,经过长期经验积累,能够和静态检验相结合,控制轧制时轧辊轴向窜动,当静态检验数据≥0.2mm时,就应该更 换轴承。

7 轧机产生轴向窜动的原因分析 

六架复二重式轧机和二架短应力线轧机成横列式布置,两架减速箱用长轴连接,K1为1082r/min,电机功率2500kW,在轧制过程中一般是四道同时轧制,传动扭矩较大,每轧一道就有一次冲击载荷, 由于减速机与轧机是万向节联接间隙较大,传动轴 随着跳动和轴向窜动,使轧辊轴向产生冲击力。在轧制过程中由于轧制是连续性的,导板不断磨损造成导板之间间隙大、轧槽的磨损不均匀,造成轧制力不仅仅是径向力,而且还伴有轴向力。轴承的固定分析。短应力线轧机的轴向调整机构是由二件M42×56和二M42×75螺栓进行调整,圆珠轴承与轧辊是靠十四件M16×55螺丝固定的,由于配件加工精度的影响,在一定载荷的冲击下必将产生一定的间隙。 

轴承安装方式。轧机的轴承装配处,根据轴承与孔尺寸按间隙配合标准公差为+0.03~+0.07 mm,而轴承根据型号不同,应该有不同的要求。如Fc3248124/P6轴承只承受径向力,不承受轴向力。116132轴承只承受轴向力,不承受径向力。第一代 短应力线轧机由于设计者的失误,在设计轴承座孔尺寸公差时,没有考虑把116132止 推轴承与Fc3248124/P6四列短圆柱滚子轴承在轴承座孔内安装尺寸的区分,而是按照四列短圆柱滚子轴承安装要求给定的通孔公差带为+0.03~+0.07mm,由于四列短圆柱滚子轴承在轴套与滚子装配之间必须存在+0.20~+0.30mm的游隙便于安装,这样 轧制时由于轧制力的作用,使轧辊轴线偏离原设计的理论轴线+0.30~+0.50mm,而 止推轴承116132在径向方向没有游隙,只有轴向存在游隙。而止推轴承的外圈只有+0.03~-0.07mm的间隙时,从而无形中使止推轴承116132承受了径向力,产生热量。加剧116132轴承的铜保持架的磨损,加大116132轴承轴向间隙造成轧辊轴向窜动或使铜 保持架断裂造成烧轴承现象(如图1作用在轧辊上的作用力所示)。

根据长时间生产实践,在轴承座内孔延轴向170mm处设计一个公差界线,使其安装公差在+0.50~+0.70mm,在受轧制力时消除了止推轴承的径向力,如图2所示。

图2 修改后轴承座内孔公差示意图

从以上几个方面来看,传动轴传动过程中产生的轴向力是一定频率下的轴向振动,而轧件在轧制过程中轧辊在轴向这个方向上也要产生一定频率下的振动,这两个力在一定条件下就可能产生共振,其结果必然会产生一个较大的影响力作用于轧辊。因此,提高轴承的配合精度可以消除止推轴承的径向力,消除轴承的原始游隙。

8 结束语 

由于保证止推轴承和轴承座之间的配合间隙是+0.50~+0.70mm,从而控制了静态轴向窜动量 ≤0.20mm,与整机安装方法相结合,保证了K1、K2 架短应力线轧机高精度的运转,使产品的质量与产量有了进一步提高。



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