陳永紅1 崔欽華2
(1.本溪鋼鐵(集團(tuán))公司冷軋廠,遼寧本溪 117000;2.洛陽(yáng)工業(yè)高等專科學(xué)校,河南洛陽(yáng) 471003)
摘 要:為提高冷軋機(jī)工作輥軸承壽命,降低噸鋼軸承消耗,在改善軸承潤(rùn)滑、散熱條件及采用長(zhǎng)壽命軸承等方面采取有效措施,達(dá)到鋼板產(chǎn)量增加而軸承消耗減少的效果。
關(guān)鍵詞:軋機(jī);工作輥;軋機(jī)軸承;壽命
1 軸承使用壽命主要由主機(jī)的工況條件決定
軸承的使用壽命是指軸承在主機(jī)良好的工況條件下運(yùn)轉(zhuǎn)至軸承滾動(dòng)表面出現(xiàn)金屬疲勞剝落時(shí)的運(yùn)行時(shí)間。也就是說(shuō)除了少量特殊工況條件要求的軸承性能壽命外,正常的軸承使用壽命應(yīng)是軸承的疲勞使用壽命。按照疲勞壽命定義的劃分,軸承燒損、卡死(或稱抱軸)、軸承零件斷裂、破碎等,通常均歸入非正常損壞,或事故性破損,應(yīng)查找原因,從主機(jī)及軸承兩方面采取措施,予以杜絕。
影響軸承壽命工況條件主要有載荷、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑和冷卻幾方面。對(duì)軋鋼機(jī)來(lái)說(shuō),由于載荷很大而空間較小,工作輥軸承都是采用四列圓錐或四列圓柱滾子軸承。從軸承要求每列滾動(dòng)體受載均勻考慮,對(duì)軋機(jī)牌坊及墊板的平面度、軸箱的壁厚差、軋輥與軸頸的同軸度等均有較為嚴(yán)格的要求。
當(dāng)主機(jī)的工況條件極差,造成軸承載荷分布不均時(shí),軸承的疲勞壽命大幅度下降
[1]。事實(shí)上,當(dāng)只有一列、半列滾子受載時(shí),軸承零件的破壞形式已不是疲勞損壞,絕大部分都是因偏載載荷使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)急劇發(fā)熱而造成軸承零件燒損,嚴(yán)重變形,直至卡死,或者造成軸承零件斷裂、破碎而終止使用。此時(shí),只有修復(fù)與軸承相關(guān)部位的主機(jī)零部件,使之達(dá)到軸承受載時(shí)載荷分布均勻的基本要求,才能解決上述軸承的非正常破損,達(dá)到提高軸承使用壽命的目的。
為保證主機(jī)的良好工況條件,我廠磨輥間對(duì)與軸承相關(guān)的主機(jī)零部件均制訂了相應(yīng)的技術(shù)要求,并制訂了月檢、季修、年度停機(jī)大、中修的規(guī)章制度,為提高軸承的使用壽命,降低軸承噸鋼消耗打下了較好的基礎(chǔ)。
2 改善潤(rùn)滑、散熱條件,提高軸承使用壽命
軸承的潤(rùn)滑、散熱條件是主機(jī)給軸承運(yùn)轉(zhuǎn)提供的必不可少的重要工況條件之一。我廠1995年從比利時(shí)引進(jìn)的1676四機(jī)架冷連軋機(jī)線,是美國(guó)1960年供給比利時(shí)的,原用工作輥軸承系采用油脂潤(rùn)滑。由于軋機(jī)的軋制力較大(1000-1600t),工作輥軸承(國(guó)產(chǎn)化新型號(hào)為3806/343.052)轉(zhuǎn)速高達(dá)240-500r/min,軸承工作時(shí)產(chǎn)生的熱量無(wú)介質(zhì)強(qiáng)制帶走,僅靠軸箱及軸的傳導(dǎo)散熱,致使軸承的工作溫度高達(dá)80℃左右,在這較高的溫度下,因軸承內(nèi)、外圈的傳導(dǎo)散熱條件的差異,使內(nèi)、外圈之間的溫度相差10-20℃,極易造成軸承游隙減小,嚴(yán)重時(shí)形成負(fù)游隙,更加大了軸承的發(fā)熱,并造成軸承燒損、變形和卡死。此外,由于較高的環(huán)境溫度,使?jié)櫥椭恼扯冉档停瑵?rùn)滑油膜減薄、潤(rùn)滑效果減弱,也會(huì)造成軸承發(fā)熱增大,出現(xiàn)軸承零件燒損、變形和卡死的現(xiàn)象。
正因?yàn)樯鲜鲈?,我廠1676冷連軋機(jī)線于1999年年產(chǎn)冷軋鋼板65.7萬(wàn)噸,工作輥軸承年消耗量高達(dá)173套。且由于事故性軸承燒損、卡死現(xiàn)象的不斷出現(xiàn),與之相關(guān)的軸承箱、軋輥受其牽連,也不斷被燒傷、報(bào)廢,不僅增加了軸承、軸承箱和軋輥的消耗成本,其停機(jī)、檢拆更影響正常生產(chǎn),造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。
為解決上述潤(rùn)滑、散熱問(wèn)題,我們?cè)诳疾臁⒄{(diào)研國(guó)內(nèi)冷連軋機(jī)使用情況的基礎(chǔ)上,于2000年2月引進(jìn)了德國(guó)萊伯斯油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)。該系統(tǒng)的成功投產(chǎn),不僅改善了潤(rùn)滑條件,更由于一定流量的循環(huán)潤(rùn)滑油帶走了軸承發(fā)熱的大量熱量,使軸承的工作溫度從脂潤(rùn)滑時(shí)的80℃左右降至60℃以下,改善了軸承工作的溫度環(huán)境,基本消除了由于高溫造成軸承燒損、變形、卡死的現(xiàn)象,大幅度減少了軸承、軸箱、軋輥的消耗。以2000年為例,當(dāng)年鋼板產(chǎn)量為78.1萬(wàn)噸,軸承的消耗僅為108套,與1999年產(chǎn)鋼65.7萬(wàn)噸,軸承消耗173套比較,每萬(wàn)噸鋼消耗的軸承降低了約50%。
3 采用長(zhǎng)壽命軸承是降耗的重要措施
由于進(jìn)口軸承價(jià)格昂貴,從主機(jī)投產(chǎn)開始,就抓緊進(jìn)行工作輥軸承的國(guó)產(chǎn)化工作,先后采用了國(guó)內(nèi)三家軸承制造廠家的產(chǎn)品。從1999年至2002年,經(jīng)過(guò)近4年的生產(chǎn)對(duì)比考核,按照我公司降耗的要求,Z后于2002年選定了成都科華重型軸承有限公司開發(fā)生產(chǎn)的3806/343.052長(zhǎng)壽命軸承。所謂長(zhǎng)壽命軸承是指:軸承產(chǎn)品具備了一流的設(shè)計(jì)水平、采用了能提高疲勞壽命的優(yōu)質(zhì)鋼材、在冷熱加工中采取了若干提高軸承壽命的措施,并在工況條件良好的主機(jī)或試驗(yàn)裝置上對(duì)比運(yùn)行考核,證明其壽命獲得大幅度提高的軸承。
經(jīng)主機(jī)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比考核,在相近的使用條件下,長(zhǎng)壽命軸承的使用壽命是其他軸承的1.5倍以上。
4 軸承降耗效果
我廠1676四機(jī)架冷板連軋機(jī)幾年來(lái)的鋼板產(chǎn)量、軸承消耗量及每萬(wàn)噸鋼消耗軸承數(shù)量列于表1。
表1

由表1數(shù)據(jù)可看出:
(1)用脂潤(rùn)滑的1999年,由于散熱條件差,軸承在溫度較高的工況條件下出現(xiàn)事故性的破損大,每萬(wàn)噸鋼消耗軸承高達(dá)2.633套,噸鋼消耗軸承的直接費(fèi)用為5.79元。
?。?)2000年引進(jìn)德國(guó)萊伯斯油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)后,由于潤(rùn)滑和散熱條件的改善,事故性軸承破損基本消除,每萬(wàn)噸鋼耗用軸承迅速降至1.383套,噸鋼消耗軸承的直接費(fèi)用降為3.04元,即降了2.75元,降耗比達(dá)47.5%。
(3)2000年起,盡管鋼產(chǎn)量逐年大幅度增加,主機(jī)的載荷逐年加重,且轉(zhuǎn)速有所提高,但由于我們逐年加大了長(zhǎng)壽命軸承的訂貨和使用,噸鋼消耗軸承的費(fèi)用不僅沒(méi)有增加,反而略有下降。從2002年起,當(dāng)全部采用長(zhǎng)壽命軸承后,噸鋼消耗軸承的費(fèi)用又由3.04元降至2.05元,降耗比達(dá)32.5%。
參考文獻(xiàn):
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[3]成都科華重型軸承有限公司.KHZZ中國(guó)長(zhǎng)壽命重型軸承系列[R].成都重型軸承研究所,2003.
來(lái)源:《軸承》2004年第1期