棒材精轧齿轮箱轴承失效原因分析及对策

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炼轧厂大棒线 qb350 mm轧机 18架精轧齿轮箱Ⅱ轴，在投入使用5个月即发生轴承烧损事故，此后又多次发生轴承烧毁，起初认为是轴承质量以及装配质量的问题，对下线齿轮箱更换新轴承，但在使用不到 2个月后，又发生齿轮箱轴承烧损，而且因轴承保持架断裂破碎块，掉入到齿轮啮合部位，造成 18架齿轮箱 I轴齿轮有 2个齿断裂，齿轮箱 Ⅱ轴有 3个齿断裂的严重事故。为此从齿轮箱润滑、齿轮箱振动源为切入点，对齿轮箱轴承过早失效加以分析并提出解决方案。

2 结构特点及故障现象大棒线精轧机为平 -立交替布置，所以，齿轮箱也要求平 -立交替布置，齿轮箱为联合齿轮箱，两个输出轴与十字万向接轴相联接，具体形式见图 1。

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～ lr -.. ◆ .1 3冀 - I 岛 杏I. I- - I - ◆ m◆ l I强 瓮 - .：I ：图 1 齿轮箱结构图示意图第 2期 吕玉岷：棒材精轧齿轮箱轴承失效原因分析及对策 3l表 1 18架齿轮箱轴承润滑油的用量齿轮箱可以看作为质量弹簧组成的-个振动系统，轮齿的弹簧刚度具有周期性变化的性质，冲击负荷存在及变动形成激振力，在此激振力的作用下，齿轮会产生冲击振动，此冲击振动通过轧机万向传递给齿轮箱中的轴承，导致轴承内圈转速瞬时降低，而保持架随同非承载滚子-起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，因此轴承保持架始终处于交变剪应力作用下，最终造成轴承过早失效。

3.3 大棒线 18架齿轮箱轴承结构与装配精度大棒线 l8架齿轮箱 3级齿轮轴传动轴承结构均采用的是双列调心滚子轴承，轴承代号字母含义：CC：C型调心滚子轴承，滚子引导方式有改进，轴向游隙较 CB大，W33：轴承外圈有润滑油槽 3个油孔 ，c3：游隙符合标准规定 3组。其特点：调心滚子轴承在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子，由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心-致，具有调心性能，可自动调整轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正，可承受径向载荷，同时也能承受任-方向轴向力，但不能承受纯轴向载荷，由于轧机齿轮箱是-个方向旋转，轴承长时间承受-个反向的轴向力，当轴承因装配精度不高，打表检查数据纪录发现存在以下问题：Ⅲ轴Ⅳ轴齿轮啮合间隙0.70 mm、I轴轴向间隙0.83 mm、1轴轴向间隙0.73 mm、HI轴轴向间隙1.2 mm、1V轴轴向间隙1.1 mm，Ⅲ轴、Ⅳ轴轴向间隙超出标准(0.3-0.6 mm)，齿轮啮合调整不当，会引发轴承调心不能满足，产生双列滚动体工作时受力不均，引发轴承过早失效。

4 解决方案4.1 对大棒线 18架齿轮箱轴承润滑油路进行改进大棒线 18架齿轮箱技术性能，电机功率 1 250kW，电机转速750-1 300 r/rain，精度等级 6级，最大轧钢力矩 13.1 kNm，总速比 1，润滑方式：强制润滑，润滑油牌号 L-CKD N220，润滑油流量75 L/rain，进油口的压力 0.15-0.2 MPa。按照经验公式计算出的齿轮箱用油量74.46 L/min，润滑系统供油可以满足齿轮箱用油需求，但原设计齿轮箱轴承油管路只在轴承内测布置有润滑的喷嘴，当 18架齿轮箱直立使用时，轴承外侧滚动体油量偏小，鉴于齿轮箱原设计选用是调心滚子轴承，型号后缀代码 W33：含义轴承外圈有润滑油槽及 3个油孔，因此采取以下的方案(图3)。

图 3 齿轮箱润滑油路改进示意图新增加-路对准轴承油槽的润滑管路，原设计齿轮箱沿轴承外圈的润滑管喷嘴设计保持不变，轴承油槽润滑点的供油由外接管供油，在齿轮箱上箱体(用红点标识处)对中与轴承油槽位置钻 lO孔，攻丝 M16 X1.5，总计 8个孔。合箱紧固全部齿轮箱结合面的螺栓后，沿箱体边缘配置 22供油管，通过软管与箱体 M16 X 1.6管接头连接，弥补齿轮箱直立使用时，轴承润滑供油的不足(图4)。

第2期 董 慧：板坯表面横裂纹机理研究及改进措施 3570.060.O△ 5O.O螂 菇 40. 03O.O 图 3 2012年各月微合金化钢种中包平均 N含量冷喷淋系统结构、喷嘴布置等方面进行优化改进，由原来的单喷嘴布置改进为多喷嘴布置。在应用弱冷的同时，保持铸坯横向温度的均匀性，防止铸坯局部过冷，这是防止铸坯产生横裂的主要措施。

4.4 做好设备维护把关，优化设备工艺参数为防止设备存在问题对铸坯质量产生影响，采取了-系列保证铸机设备精度的措施 ：强化设备上线前的严格验收把关；提升铸机顺猾度，顺弧要求各辊弧差不能大于0.3 mm；保证铸机开口度在设计要求的范围之内；扇形段矫直段以前各辊不得出现弯曲现象。

另外，根据拉坯断面、扇形段夹辊实际情况调整优化了扇形段拉辊液压压力，避免了内弧铸坯受力过大。

4.5 减少拉速、温度异常，实现稳态的浇注生产实践表明，铸机低拉速浇注，拉速波动大，铸坯横裂纹几率加大。中厚板厂对铸机拉速、温度制度进行重新制定，保证中包温度控制在 1 530-1545 oC之间，严格实施恒拉速浇注，控制各类非稳态现象的发生几率。

5 结语结合济钢中厚板厂微合金化钢的生产实际，板坯表面横裂纹的产生与钢水成分、二次冷却、铸机设备状态等有关，需采取以下措施予以改进：(1)实施窄成分控制，严格控制微合金钢 中的[Als]、[Nb]含量，可加入适量 Ti，通过 Ti固氮减少对裂纹的影响。

(2)严格控制钢中 N含量，中包 N含量必须控制在 0.0050%以下。

(3)优化二冷配水系统，在实施弱冷”制度的同时还需保证铸坯横向温度的均匀性，防止局部过冷。

(4)保证设备各项工艺参数的精度，使连铸机处于良好的设备工作状态。