冷轧轧机轴承选型及失效原因分析

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及失 原因分析首钢京唐钢铁联合有限责任公司 -常露锋学术摘要 ：轧机设备中的轧辊轴承，可以说是轧机的心脏 ，只有高性能的轴承才能确保轧机在极端恶劣的环境下能够最大限度的连续运转 ，从而减少停初肘问 .帮助我们 氐生产成本创造价值。因此 ，轧机轴承质量的好坏和寿命的长短对轧制成本有重要影响，如何保证轧机轴承的正常工作以及寿命对整 台金生产翼有重大的意义。

1国内外冷轧轧机轴承简介轴承轧机目前在我国轧钢行业已占据了主导位置。从 20世纪 7O年代以前，国内外主要采用胶木瓦轧机，2O世纪 7O年代以后，为提高轧机设备水平.提高轧件稳定性，提高轧机产品质量而采用轴承轧机替代旧的胶木瓦轧机。

合理地选用轧机轴承 ，了解国内#I-L机轴承的发展现状 ，对适应我国钢铁工业发展需要 ，促进轴承工业生产的技术发展是十分必要的。

2轧机轴承的选用对于轧机轧辊的支撑问题，虽然国内外广泛采用滚动轴承，但就其选用来说各有所长，要想合理的选用轧机轴承，必须首先了解轧机的工作特性。轧机种类繁多，结构形式千差万别，但总的来说，对轧机轴承的基本要求是：旧能小的剖面高度和尽量大的承载能力；寿命长 ，耐冲击；可靠性高；安装拆卸方便。常见的几种轧机轴承的选用如下：(1)对于大型的轧机来说，其轴承的布置形式-般有两种：①采用四列圆锥棍子轴承，②采用四列圆柱滚子轴承配装可承受轴向力的推力轴承。首钢京唐冷轧轧机支承辊轴承选用四列圆柱滚子轴承，工作辊和中间辊轴承选用四列圆锥棍子轴承。

(2)线材轧机和中小型轧机轴承的选用，过去通常都是采用调心滚予轴承 ，随着钢铁工业的发展 ，此种轴承已不能适应R趋高转速、高精度和高效能的需要。国内外现已广泛采用四列汹柱滚子轴承 (需配装推力轴承 )和双列圆锥滚子轴承。

(3)型材轧机轴承的选用：由于型材轧机所轧制的各种异形钢材形状的不对称性 ，在轧制时住往产生很大的轴向力 ，因此其轴承的选用 ，通常是固定端采用四列圆锥滚子轴承 ，而浮动端采用四列圆柱滚子轴承 ，这样就会使轧辊在轴向力较大和轧辊受热膨涨的情况下 ，-端得到固定 ，而另-端得到浮动 ，确保轧机正常工作。

(4)冷轧钢管机轴承的选用：冷轧钢管机主要是轧制高强度和尺寸精度高的管材 ，轧制力很大 ，轧辊又是在 260。的转角范围内来回移动 ，其方向的交变次数每分钟达 200余次 ，要求轴承局部承载能力大、旋转灵活性好 ，因此 ，大都选用调心滚子轴承。

3轧机轴承的失效原因分析众所周知，轧机轴承的工作条件比较恶劣，负荷大、温度高，速度快，而且轧制过程中大量冷却水、氧化铁皮及灰尘可能进入轴承，破坏正常的润滑并引起磨损。

3.1接触疲劳失效接触疲劳失效系指轴承工作表面受到交变应力的作用而产生失效∮触疲劳剥落发生在轴承工作表面，往往也伴随着疲劳裂纹，首先从接触表面以下最大交变切应力处产生，然后扩展到表面形成不同的剥落形状，如点状为点蚀或麻点剥落，剥落成小片状的称浅层剥落。

由于剥落面的逐渐扩大，而往往向深层扩展，形成深层剥落 深层剥落是接触疲劳失效的疲劳源。

3.2磨损失效磨损失效系指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。持续的磨损将引起轴承零件逐渐损坏，并最终导致轴承尺寸精度丧失及其它相关问题。磨损可能影响到形状变化，配合间隙增大及工作表面形貌变化，可能影响到润滑剂或使其污染达到- 定程度而造成润滑功能完全丧失，因而使轴承丧失旋转精度乃至不能正常运转。磨损失效是各类轴承常见的失效模式之-，按磨损形式通成分为最常见的磨粒磨损和粘着磨损。

3.3断裂失效轴承断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。当#['/JIl载荷超过材料强度极限而造成零件断裂称为过载断裂。过载原因主要是主机突发故障或安装不当。轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组织及局部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起断裂，称为缺陷断裂。应当指出，轴承在制造过程中，对原材料的入厂复验、锻造和热处理质量控制、加工过程控制中可通过仪器正确分析上述缺陷是否存在，今后仍必须加强控制。

但-般来说，通常出现的轴承断裂失效大多数为过载失效。

3.4游隙变化失效轴承在工作中，由于外界或内在因素的影响，使原有配合间隙改变，精度降低，乃至造成 咬死”称为游隙变化失效。外界因素如过盈量过大，安装不到位，温升引起的膨胀量、瞬时过载等，内在因素如残余奥氏体和残余应力处于不稳定状态等均是造成游隙变化失效的主要原因。

4结束语据统计在生产消耗中，轴承的消耗只占总消耗的 左右，但对轧钢产量的影响却高达20%。作为轧机的关键部件，如果因轴承在检修周期内出现故障而导致停产，会给钢铁厂带来巨大的经济损失。因此优化轴承的选型、降低轴承失效条件、提高轧机轴承的使用寿命，-直以来是轧机轴承设计追求的目标。但轧机轴承在实际的生产过程中仍经常遇到-些问题。

合理地选用轧机轴承 ，正确的安装、维护轴承，将影响轴承寿命的因素降到最低，从而延长轴承的使用寿命，对适应我国钢铁工业发展需要，促进轴承工业生产的技术发展是十分必要的