李連勝 賈志平 馬振起
(邯鋼集團(tuán),河北邯鄲 056015)
摘 要:本文主要介紹了軋機(jī)油膜軸承在使用過程中出現(xiàn)的常見的幾種失效形式,并從油膜軸承的存放、安裝、維護(hù)和使用方面探討了失效的原因及預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:油膜軸承;失效
1 油膜軸承簡介
油膜軸承屬于一種非常理想的滑動軸承,它利用軸頸或錐套本身回轉(zhuǎn)時(shí)油被卷吸到收斂的揳形間隙或以一定的壓力油輸入滑動表面,形成壓力以平衡外載荷,此時(shí)軸頸或錐套與襯套之間被一層極薄的油膜隔開,軸承在液體摩擦狀態(tài)下工作。按照摩擦原理可分為動壓油膜軸承、靜壓油膜軸承和靜-動壓油膜軸承。
現(xiàn)代化的四輥熱板、帶鋼軋機(jī)支撐輥普遍使用動壓油膜軸承,即軋機(jī)油膜軸承。軋機(jī)油膜軸承主要有承載能力大,抗沖擊能力強(qiáng),摩擦系數(shù)小,速度范圍廣,尤其適合高速重載工況,使用壽命長結(jié)構(gòu)緊湊,抗污染能力相對較強(qiáng)的特點(diǎn)。
2 油膜軸承的失效分析
油膜軸承失效是指軸承內(nèi)純液體摩擦狀態(tài)被破壞,軸承的兩工作表面部分或全部發(fā)生直接接觸,進(jìn)而導(dǎo)致軸承失去正常的工作狀態(tài)。軋機(jī)油膜軸承常見的損傷失效形式有錐、襯套表面的劃傷、銹蝕,襯套內(nèi)表面片狀剝落、巴氏合金塑形流動、燒熔、邊部磨損、工作面大面積磨損等,此外還有因潤滑不良、安裝不到位和密封不嚴(yán)等引起的損傷失效等。
2.1 劃傷
在安裝和使用過程中,錐套和襯套的工作面出現(xiàn)軸向和環(huán)形溝痕,進(jìn)一步擴(kuò)展而失效。這是由于兩工作面混入堅(jiān)硬的顆粒雜質(zhì)造成。顆粒雜質(zhì)的來源主要是在軸承組裝時(shí)由于清洗后的清潔度達(dá)不到要求帶入軸承內(nèi)部的,或是由于油膜軸承因進(jìn)水帶入氧化鐵等雜質(zhì)、潤滑系統(tǒng)過濾失效等原因造成。
2.2 銹蝕
錐套和襯套的工作表面生成氧化成并出現(xiàn)嚴(yán)重的銹斑。通常是因?yàn)檩S承因存放不當(dāng)而銹蝕,或是因?yàn)闈櫥到y(tǒng)在長時(shí)間循環(huán)使用后,由于大量進(jìn)水使?jié)櫥退嶂瞪?,脫水度下降,從而與工作面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成。
2.3 套內(nèi)表面片狀剝落、巴氏合金塑形流動、工作面大面積磨損
主要是由于軋制異常、超載,錐襯套之間的間隙超出設(shè)計(jì)許可范圍,難以形成壓力油膜,潤滑油粘度因進(jìn)水等原因發(fā)生變化,襯套減摩擦材料的耐磨性差,巴氏合金在鑄造時(shí)本身存在內(nèi)部缺陷,操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐?。如邯鋼中板廠2800mm軋機(jī)2005年年初更換完支撐輥后沒有按操作規(guī)程的要求進(jìn)行空載試車而直接軋鋼,導(dǎo)致襯套內(nèi)表面的巴氏合金大面積剝落??赡孳垯C(jī)在軋制過程中的低速咬鋼、帶鋼壓下會使油膜軸承因沒有形成壓力油膜或油膜厚度不夠造成錐襯套之間處于非液體的摩擦狀態(tài),導(dǎo)致軸承嚴(yán)重磨損。下支撐輥底部弧形板磨損后軸承座的自位性不好,錐襯套處于傾斜狀態(tài),難以形成壓力油膜導(dǎo)致軸承磨損,巴氏合金剝落。
2.4 燒熔
在軋機(jī)運(yùn)行過程中,由于超載、斷油、潤滑油粘度變小、乳化嚴(yán)重、含水量過高等原因,使錐套、襯套之間處于非液體的邊界摩擦狀態(tài),軸承發(fā)熱不易導(dǎo)出,導(dǎo)致襯套巴氏合金熔化。
2.5 錐套、襯套的邊部磨損
錐套、襯套的邊部磨損主要是由于軸承的軸向定位不能保證,軸向竄動量過大,導(dǎo)致錐套與襯套的肩臺相互摩擦磨損,進(jìn)而擴(kuò)展造成軸承失效。對于雙止推軋機(jī)油膜軸承安裝時(shí)在保證所進(jìn)裝置的鎖緊量。對于單止推軋機(jī)油膜軸承安裝時(shí)在保證止推側(cè)的鎖緊量的同時(shí),還要必須保證拉桿的長度尺寸,還要注意拉桿與軸承座連接部位各零部件磨損量,部件磨損后必須立即更換,保證軸承座在軋輥上的正確位置。下軸承座底部弧形板磨損量過大也會導(dǎo)致軸承邊部磨損。
軸承的軸向定位不能保證,軸向竄動量過大,還會加劇油封的破損,進(jìn)而出現(xiàn)漏油進(jìn)水現(xiàn)象,油品污染后又會出現(xiàn)其它的效形式。
2.6 油膜軸承DF密封失效
由于油膜軸承DF密封失效,出現(xiàn)漏油、進(jìn)水現(xiàn)象,導(dǎo)致油品污染,造成錐、襯套劃傷、銹蝕,巴氏合金剝落、燒熔等失效形式出現(xiàn)。DF密封一旦失效,必然會迫使軋機(jī)停機(jī)換輥。引發(fā)油膜軸承DF密封失效的原因有軸承座軸向竄動過大,DF油封擠壓變形,甚至斷裂;軸承座安裝過程中速度過快導(dǎo)致油封唇口翻邊或擠傷;材質(zhì)、硬度不符合要求,鋼帶損壞等原因都會導(dǎo)致DF密封失效。
3 軋機(jī)油膜軸承失效的預(yù)防措施
根據(jù)上述分析,我們應(yīng)從軸承的存放、安裝、使用、維護(hù)等各方面入手,預(yù)防軋機(jī)油膜軸承的失效。
3.1 軸承的存放
錐套、襯套在存放前采取防銹措施,存放期半年至一年進(jìn)行一次防銹檢查,如防銹涂料過期、失效或變質(zhì),應(yīng)及時(shí)清洗并按規(guī)定程序重涂防銹油(脂),防止錐襯套在使用前的銹蝕。油封、水封等易變形的零件擺放時(shí)不能擠壓,Z好存在專門的架子上不能扭曲或隨意堆放,更不能接近熱源和油污,防止油封、水封因存放不當(dāng)而失效,造成系統(tǒng)進(jìn)水、漏油,導(dǎo)致軸承失效。油封、水封的存放時(shí)間不宜太長,一般從生產(chǎn)日期算不能超過兩年,以防老化失效。
3.2 油膜軸承的安裝
安裝前首先要測量錐、襯套,按軸承間隙要求配對,以免因間隙不符設(shè)計(jì)要求造成軸承失效。按油膜軸承的清洗規(guī)程將全部組件清洗干凈,防止按裝時(shí)將硬顆粒雜質(zhì)帶入軸承內(nèi)部導(dǎo)致軸承失效。安裝過程中嚴(yán)格按油膜軸承的安裝規(guī)程進(jìn)行安裝,與此同時(shí)還要檢查拉桿,下軸承座底部弧形板等相關(guān)零部件的磨損程度,視情況更換。軸承座的安裝過程要平穩(wěn),速度不宜過快,以防擠傷油封。
3.3 油膜軸承的維護(hù)和使用
軋機(jī)油膜軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)前必需保證整個潤滑系統(tǒng)油路暢通,系統(tǒng)設(shè)有油溫、油壓、流量等故障信號,并以主機(jī)連鎖防止因缺油造成軸承失效。軋機(jī)在長時(shí)間停車或使用新裝配的油膜軸承時(shí)按停機(jī)時(shí)間的不同和新軸承的使用要求空轉(zhuǎn)足夠的時(shí)間,在軋制過程中嚴(yán)禁零速咬鋼、帶鋼壓下,保證建立良好的壓力油膜。嚴(yán)禁軋黑鋼和低轉(zhuǎn)速大壓下等的違章作業(yè),防止軸承超載失效。日常維護(hù)時(shí)要經(jīng)常了解潤滑系統(tǒng)的情況,尤其是供油溫度、壓力和供油流量,要定期檢查油品中的水分、顆粒物、酸值等指標(biāo),經(jīng)常檢查油封、水封情況及有關(guān)接頭,防止因斷油、油品污染導(dǎo)致軸承失效。