螺纹钢生产线立式减速机轴承失效分析与改进

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韶钢螺纹钢第三生产线(简称棒三线)自2011年 9月投产后。4个月内连续下线 3台立式减速箱.下线原因具为减速箱二级轴靠近螺旋伞齿(锥齿轮二)端的轴承失效，该轴承型号为SKF32040X双列圆锥滚子轴承(见图1)。轴承失效形式为保持架磨损或断裂。未发现滚道及滚子疲劳剥落现象。在运行过程中，该轴承使用情况不理想，使用寿命远没达到设计寿命.给生产正常运行造成很大影响。

锥齿轮 (-)图 1 螺旋伞齿轮啮合示意图2 机理分析2.1 工艺轧制产生冲击载荷对轴承影响螺纹钢生产线在投产前期因轧制工艺参数，如机组电机转速、各轧机架负荷分配及轧辊径变化等导致工艺事故不断 工艺事故出现和处理，如低温钢和双钢咬入会产生冲击载荷。轴承运转过程中受冲击载荷作用导致轴承内圈转速瞬时降低.承载滚子转速也随之降低.而保持架随同非承载滚子-起由于惯性仍次原速运转.造成保持架的支柱与承载滚子之间产生瞬时撞击.此后在滚子恢复正常转速时与保持架支柱发生第二次撞击，撞击力较前-次小，但方向与前-次相反。因此保持架支柱始终处于交变剪应力作用下，最终导致保持架柱断裂。

2.2 轴承游隙对轴承高速旋转的影响轴承游隙是内圈、外圈及滚动体之间的间隙量.当轴承游隙为零时(见图3)，负荷区的面积最大，包容角最大 .使承受负荷的滚动体接触应力减少，运转平稳 .但摩擦阻力增大.温度升高当轴承游隙过大(见图 2)，高速旋转时，只有少数滚动体在负荷区。其接触应力增大。

振动大，而摩擦阻力减少.温升低，负荷区的滚动体-边旋转-边驱动保持架旋转.在脱离负荷区后的受力变化产生对保持架冲击.连续的冲击导致轴承失效。

- I -轴承载图2 轴承游隙过大时载荷分布图苎- 图3 轴承游隙为零时载荷分布图作者简介： ：%V(1976-)，2000年毕业于燕山大学，工程师。

136根据测量。棒三线在用 SKF32040X轴承的原始游隙 350m.而轴承内圈与实心钢轴配合的游隙减少量△i由下式估得：A i(K/0.39) (d/d 0式中：d- 轴承内径.200ram- 平均内滚道直径为 225 mm轴与内圈的配合过盈量为 501mK--轴承系数 0.791.m计算得：Ai9Op.m因轴承与轴承外圈配合为qb31OH7.间隙配合，对游隙没影响。

内外圈温差造成游隙减少量估得 ：A tK/O.39Doa △T式中：a--钢的线性膨胀系数 .12"10△- 内外圈温差.5℃D - 平均外滚道直径 298 mil计算得：At36m故轴承工作游隙为原始游隙-Ai-At350-90-36224m根据查表该序列轴承的工作游隙适宜在 70～130m内.故在用SKF32040X轴承使用后工作游隙(2241xm)偏大.造成轴承频繁损坏。

3 改进措施图 4 SKF轴承剖分图3.1 针对冲击载荷在轧制工艺上需完善工艺参数 .如调整好各机组转速.按设计要求分配各轧机负荷，过钢前检测轧制孔径等.并制作轧制工艺卡，严格按工艺卡规范作业。

3.2 在选取轴承参数时.减少滚子直径并增加滚子数目.同时增大滚子支柱直径以提高保持架整体强度。

3-3 调整轴承游隙，在装配前对隔圈进行磨削。磨削量 lO0m，调整后平均工作游隙为 120p.m4 改进效果2012年 6月，韶钢棒三线立式减速箱经改进投入使用后，未出现因轴承失效而下线现象，使用效果良好。本次改进使得生产得以顺行，为公司间接创造了经济效益。e