550mm粗轧机轴承失效分析
浅谈轴承失效原因分析
轴承失效原因分析滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。
一，疲劳剥落疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。
滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。
点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。
疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面．轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。
这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。
目前对疲劳失效机理比较统一的观点有：1、次表面起源型次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部（次表面）为起源产生的疲劳剥落。
2、表面起源型表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。
3、工程模型工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。
疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。
具体因素如下：A、制造因素1、产品结构设计的影响产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。
在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。
轧辊轴承失效现象分析和改进策略
221管理及其他M anagement and other轧辊轴承失效现象分析和改进策略宁国燕（河钢集团邯钢公司邯宝热轧厂，河北 邯郸 056000）摘 要：随着轧制生产线产能的提升和用户对轧制产品质量要求的不断提高，轧辊轴承作为关系轧机设备良好稳定运行的重要零部件之一，它的使用与保养维护问题也日渐突出。
轧机轴承是轧机轴系中主要消耗件和易损件之一，在轧机生产中，轧辊轴承既承受着轧件传递给轧辊的巨大的轧制力，同时也承受着轧辊转动时带来的摩擦力，因此，研究轧辊轴承的磨损问题是非常必要的。
关键词：轧辊轴承；磨损失效；原因分析；日常维护中图分类号：TG333.17 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）12-0221-2 收稿日期：2020-06作者简介：宁国燕，女，生于1987年，汉族，河北邯郸人，研究生，中级工程师，研究方向：机械设计及理论。
1 本文简介轧机是钢材成型的重要生产设备，包括主要设备、辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等部分。
一般所说的轧机往往仅指主要设备，轧机的主要设备有工作机座和传动装置，工作机座由轧辊﹑轧辊轴承﹑机架、轨座﹑轧辊调整装置以及上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。
其中，轧辊轴承用来支撑轧辊并使轧辊保持在机架的固定位置，轧辊轴承工作负荷重且变化大，因此要求轴承摩擦系数小，具有足够的强度和刚度，要方便更换轧辊。
不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承，滚动轴承的刚性大，摩擦系数较小，承压能力较小，且外形尺寸较大，多用于板带轧机工作辊。
滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种，半干摩擦轧辊轴承主要有胶木﹑铜瓦﹑尼龙瓦等材质的轴承，价格便宜，多用于型材轧机和开坯机；液体摩擦轴承有动压﹑静压和静动压三种，优点是摩擦系数比较小，承压能力较大，工作速度高，刚性好，缺点是油膜厚度随速度而变化，液体摩擦轴承多用于板带轧机支承辊和其它高速轧机。
轧辊轴承是轧机的核心部件之一，文章首先阐述了轧辊轴承的工作原理，对其疲劳寿命的计算给出了依据，分析了影响轧辊寿命的内外因素，最后针对轧辊轴承的失效原因提出相应的解决策略。
轴承故障分析报告
轴承故障分析报告一、背景介绍轴承是各种旋转机械中重要的部件之一，它承受了机械旋转运动的负载和传动力，起到支撑和减少摩擦的作用。
然而，由于各种原因，轴承可能会出现故障，导致机械设备的运行不稳定甚至完全停止。
本报告旨在对轴承故障进行深入分析，以便于找到准确的故障原因，并提出有效的解决方案。
二、故障现象描述轴承故障表现为摩擦、振动、噪音、过热等现象，严重时会引发机械设备的停机。
根据收集到的数据和实验观测，我们对轴承故障的主要表现进行了详细描述和分析。
1. 摩擦：轴承故障常会导致摩擦增加，表现为机械设备运行时需要更大的驱动力，摩擦力增大，导致设备运转困难。
2. 振动：轴承在故障时容易产生振动，振动幅度与故障严重程度相关。
振动会产生共振效应，进一步损坏轴承及周围零部件。
3. 噪音：轴承故障还会引起设备噪音的增加，噪音的音量和频率可能随故障类型和程度而变化。
噪音不仅影响设备正常运行，还会给操作者带来不适。
4. 过热：当轴承故障时，摩擦产生的热量不容易散发，会导致轴承和周围零部件温度升高。
长时间高温运行会导致轴承材料变形、润滑油变质等，从而进一步加速轴承的损坏。
三、故障原因分析根据现场检查、数据分析和历史经验，我们对轴承故障的原因进行了深入分析。
1. 润滑不良：当轴承润滑不足时，摩擦增大，易引发故障。
例如，润滑油过少、过期或污染严重，都会导致润滑效果下降，增加轴承故障的风险。
2. 轴承安装不当：轴承安装时若不符合规范，也容易引发故障。
例如，轴承严重偏心、过紧或过松的安装都会导致轴承运行不稳，容易损坏。
3. 轴承质量问题：低质量轴承在生产、选配或运输过程中可能出现各种缺陷，加速了其寿命的衰减。
因此，轴承质量问题可能是轴承故障的主要原因之一。
4. 过载运行：当机械设备长时间以及超过设计负荷运行时，轴承容易承受过大的力，造成轴承过早磨损和故障。
四、解决方案提议针对轴承故障的原因，我们提出以下解决方案以预防和解决轴承故障。
轧机工作辊轴承抱死原因分析及其对策
轧机工作辊轴承抱死原因分析及其对策The manuscript was revised on the evening of 2021轧机工作辊轴承抱死原因分析及其对策为减少轧机非正常停机时间和在生产过程中工作辊轴承抱死事故的发生时影响设备正常运行。
工作辊轴承抱死不仅增加轧机非正常停机时间，而且损伤轧辊、加快轧辊的磨损、缩短轧辊的使用寿命。
因此，如何防止轧机工作辊轴承抱死是一项长期探索的重要问题。
一、工作辊轴承轴承抱死的原因分析1、轴承油雾润滑量不足由于轧机一般在高扎制速度下运行，轧机的速度在700-900m/min，如此高的扎制速度作用在轴承上时，轴承的转速在850r/m以上，通常工作辊采用油气润滑，轴承高速旋转时产生的巨大热量，轴承滚子受热膨胀，造成轴承间隙减小，从而挤压轴承外圈，导致轴承滚子磨损加剧，轴承润滑量不足，无法及时带走高速旋转时产生的热量，最终必将产生轴承抱死。
2、工作辊轴承装配不当轧辊辊形及轧辊辊身表面质量要求非常高，轧机需要经常更换工作辊，需要对轴承多次拆卸，每次拆卸时要充分注意轧辊轴承间隙。
间隙小时滚子挤压轴承的内外圈，在轴承高速旋转时，滚子磨损加剧，轴承温度迅速升高，造成轴承烧结，轧机装入新辊辊系开机后很短时间内即发生轴承抱死。
间隙过大时，轴承受力范围减少，从而导致轴承局部磨损，降低轴承的使用寿命，影响产品质量。
3、轴承本身的质量原因轴承本身质量有问题也是引起轧辊轴承抱死的原因之一，有时拆下工作辊轴承后，会发现滚子轴承的保持架完全碎裂，这种情况可以断定是轴承本身的质量问题而造成的，发现保持架有细微裂纹时，继续使用则使轴承高速旋转时并承受负荷的状态下，保持架断裂并使滚子无法转动，引起轴承烧坏，最终导致轴承抱死。
二、对策分析及方案1、润滑油润滑的目的是为了减少轴承内部的摩擦、磨损以防止轴承烧结。
润滑油在轴承的内外圈、滚动体，保持架相互接触的表面上形成一层油膜以防止金属间的直接接触，减少轴承的摩擦、磨损，延长轴承的寿命，并防止生锈、腐蚀。
轧辊轴承失效分析及处理措施
动装置，其 中工作机坐由轧辊 、轧辊轴承
、
机架 、轨 座 、轧辊调 整装 置 以及 上轧辊
平衡装置和换辊装置等组成 ． 轧辊轴承支 承 轧辊 并 保持 轧辊 在 机架 中的 固定位 置 。 轧 辊轴 承工作 负荷重而 变化 大 ，因此要求 轴 承摩 擦 系数小 ，具有 足够 的强度 和刚度 而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用 不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大 摩擦 系数 较小 ，但承 压能力 较小 ，且外 形 尺寸较 大 ，多用 于板 带轧机 工作辊 。滑 动 轴承有半 干 摩擦与液 体摩擦 两种 。半干 摩 擦轧辊轴 承 主要是胶 木 、铜 瓦 、尼龙瓦 轴 承 ，比较 便宜 ，多用 于型材 轧机 和开坯 机 。液体摩 擦轴 承有动 压 、静 压和静 一 动 压 三种 。优 点是 摩擦 系数 比较 小 ，承压能 力 较大 ，使 用工 作速度 高 ，刚性好 ，缺点 是 油膜厚度 随 速度而变 化 。液体摩 擦轴 承 多 用于板 带轧机 支承辊 和其 它高速 轧机 。
成轧 机 中的轧 辊轴 承的 失效原 因进 行分 析介 绍并提 出 了一 些应 对措 施 。 关键 词 ：轧辊 轴承 ；失 效 ；应 对措 施 中圈分类 号 ：Ｔ Ｈ １ ３ 文献标 识码 ：Ａ （ ２） ｝ 闰 滑 管路 布设不 当造 成的油 路不 畅 ，
我 国 是 一个 新 兴 的发 展 中 国家 ，在 柱滚子 轴承 和单列 向心 球轴 承等组 成 ，在
Hale Waihona Puke 国家的建设过程 中对于钢材的需求量巨 大 ，轧 机 是 实 现 金 属 轧 制 过 程 的 设 备 ， 在 钢材 的成 型方 面 起 着非 常重 要 的作 用 ， 轧辊 轴承作 为轧机 中的重要组 件 ，在 使用 过程 中会 由于各 种原 因造成失 效 ，从 而影 响轧机的正常使用 ，本文将对轧机轧辊轴 承 的失效原 因 以及 应对 措施等 进行介 绍 。 １ 轧 机的轧辊 轴 承简介 轧 机 是 实 现金 属 轧 制 过 程 的设 备 。 泛指 完成轧 材生 产全过 程 的装 备 ，包 括有 主要 设备 、辅 助设 备 、起 重运 输设 备和附
轧机油膜轴承失效原因剖析及对策
下密封板与密封橡胶板间的间隙不符合设计要求 。
三 、 取 措 施 及处 理 结 果 采
机组主轴密封 的上密封板 和下密封橡胶板 固定于密封转架 上， 而密封转架安装在水轮机主轴上 ， 因此发 电机安装高程的误
差将会影响上下密封板与橡胶密封板之间的间隙 ，如果调整 橡
胶平板密封间隙就需要重新对发 电机安装高程进行调整 ，而这 样就需要重新进行拆机 ， 显然这是不现实 的， 为此 ， 决定将上密 封橡胶板与下密封板抬高 ，ｍ 即在上 密封橡胶板与 固定支架 ｌ ｍ， 之 间、 锒板与下密封板之间加装 １ ｍ厚 的绝缘板 。 ｍ 处理后 ， 机组 开机试运行主轴密封漏水现象完全 消除 。 Ｗｌ．５ ２ ０ — ８ ２
Ｉ 设 管 与 修 ２２ ５ 蟊 备理维 ０№ １
— 翊
劐 一
人； 支承辊组装试 压过程 中带人 ； 供油管路 中的铁锈 ； 过滤 器失 效及更换支承辊装拆管接头时带人 。 中， 其 过滤精度不够是造成
２上下密封板 与密封橡胶板问的间隙不符合设计要 求 ．
上下 密封板 与密封橡胶板之 问的设计 间隙为 １ ２ ｍ， — ｒ 如果 ａ 间隙过小会使橡胶板磨损严重 ； 如果 间隙过大 ， 将达不到密封的
作 用 ， 成 主轴 密 封 漏 水 。 造 ’
３橡胶板存 在褶皱现象 ．
作者通联：黄河水利委员会故县水利枢纽管理局 河南洛
当等诸多因素。
一
、
失效 原 因及 对 策
１ ． 与划伤 磨损 油膜轴承工作 时形成一层完整的压力油膜 ，理论 上不会发 生磨损 ， 但实际上轴承在启制动 阶段 以及在低速运转 阶段 ， 都不 会达到理想的润滑状态 ， 即不是纯液体摩擦状态 ， 而是处在半液
常见轴承失效案例分析
润滑不良可能是由于润滑油选用不当、润滑油量不足、润滑油污染或润滑系统故障等原因造成的。当轴承缺乏良好的润滑时，金属与金属之间的直接接触会增加，导致摩擦和磨损迅速增加，进而引起轴承过热、运转困难或噪声等问题。
润滑不良导致的轴承失效
水分和杂质的侵入
水分和杂质侵入轴承会导致轴承生锈、运转不灵活和噪声等问题，严重影响轴承的使用寿命。
详细描述Βιβλιοθήκη 轴承材料的疲劳失效VS
磨损失效是指轴承在运转过程中，由于摩擦磨损导致材料逐渐损失的现象。
详细描述
磨损失效通常是由于润滑不良、异物进入、材料硬度过大或表面粗糙度不均匀等原因引起的。随着材料损失的增加，轴承的精度和性能会逐渐降低，最终可能导致轴承失效。为了减少磨损失效，需要定期维护和更换润滑油，保持轴承周围环境的清洁度，并选择合适的材料和表面处理技术。
总结词
轴承材料的磨损失效
总结词
腐蚀失效是指轴承材料受到化学腐蚀或电化学腐蚀而导致的性能下降或损坏的现象。
详细描述
腐蚀失效通常是由于轴承周围环境中的腐蚀性介质、潮湿空气、盐雾或酸碱溶液等引起的。腐蚀会导致轴承材料表面出现坑蚀、斑点或裂纹，严重时甚至可使轴承完全失效。为了防止腐蚀失效，需要选择耐腐蚀的材料和表面处理技术，同时保持轴承周围环境的干燥和清洁度，定期进行防锈处理和维护。
轴承结构的热设计不当
详细描述
总结词
总结词
轴承结构的刚度不足会影响其稳定性和使用寿命。
详细描述
轴承结构的刚度不足会导致轴承在运转过程中发生变形，影响其旋转精度和稳定性，从而降低其使用寿命。同时，刚度不足还可能导致轴承内部间隙增大，增加摩擦和磨损。
轴承结构的刚度不足
04
轴承使用环境失效案例
轧机油膜轴承典型失效形式分析及预防
轧机 油膜 轴承典型失效形式分析及 预 防
王洪 印 ，赵 东亮 ，孙 凯 旋 ， 吕树 民
（ 郸 钢铁 集 团公 司 连 铸 连 轧 厂 ，河 北 邯 郸 邯 ０６１） ５ ０ ５
摘 要 ：对 轧 机 油 膜 轴 承 常 见 的 两 种 失 效 方 式 进 行 了总 结 ， 从 理 论 上 分 析 了轴 承 失 效 的 原 因 ． 并 结 合 生 产 实
超 出其 最 大值 ， 轴承 的承 载能力 就会 低于其 额定 值 ， 最
终 可 能会 导致轴 承事 故 的发生 。
润滑 油 内。总之所 有 可 能涉 及 污 染 油脂 的因 素 ， 应 都 该 引起 特别 的关 注 。
磨 损 的直接 结果 就是 导致 轴承 间的 间隙增 大 。油
收 稿 日期 ：２ １— １ １ Ｉ修 回 日期 ：２ １ １－ ４ ０ １ １－ ４ ０ 卜 １２
安装 油管接 头时应 保 证 接头 的 清 洁 ， 免将 杂 质 带 入 避
形 成轴 承锥 衬套 之 间的 接 触 ； 由 于轴 承 润 滑油 被 污 或 染 后含 杂质 较多 、 水 量较 大 ， 含 导致 其 黏 度 降低 ， 膜 油 强度不 足 以抵消 轧制 力 的 时 候 ， 也会 发 生 不 同程 度 的 磨损 。轴 承的磨 损失 效 是 一 个 量变 积 累 的过 程 ， 不会 在短 时 间内发 生轴 承损 坏 烧 毁 事故 ， 以其 是 可预 测 所 的 ， 是 可以控 制 的 。但 量变会 产生 质变 ， 也 当磨 损间 隙
所 以应 将轴 承间 隙控 制在 一 个 合 理 的范 围 内 ， 以锡 基 巴氏合 金 耐磨材料 为 例 ， 其相 对 间隙 可控 制在 轴 承 公
称直 径的 ０ ３ ． ‰～ １ ｏ 间 。 ％之
【精品课件】轴承的失效分析
概述
滚动轴承是重要的机械基础件之一，轴承的运行 状况直接影响主机运行质量。现在使用者对轴承 的质量、精度、使用寿命等要求越来越高，对轴 承的选型、安装、使用及维护和保养也越来越重 视。通过轴承失效分析，可以直观地发现轴承损 坏的因素，便于查找引起轴承失效的根本原因。
失效分析的方法
轴承失效分析步骤（一）
一.收集轴承使用数据—这是进行分析的重要依 据，数据应尽可能全面。包括以下方面：
概述轴承使用情况。（现场人员的叙述及记录） 安装和拆卸轴承的方法。 轴承所承受的负荷。（负荷的类型、极限） 轴承工作时的转速。（恒定、变化、极限） 轴承润滑情况。（方式、润滑剂类型） 轴承工作时的温度。 （恒定、变化）
否有异物进入轴承） 润滑剂流失的情况。（检查润滑系统） 轴承损坏的过程。（首次出现异常的时间和现
象，如噪音、温升、振动）
轴承失效分析步骤（四）
三.拆卸中的观察 润滑情况。Fra bibliotek对润滑剂取样观察、化验是否洁
净有无其他杂物） 轴承轴向紧固零件的松紧程度。（对角接触轴
承、圆锥滚子轴承和内径带锥度的轴承要特别 重要，因为直接影响轴承的游隙变化 ） 检查与轴承配合零件的精度。（轴与壳体的形 位公差、轴的对中状况）
腐蚀和锈蚀——金属表面与周围环境介 质发生化学反应产生的表面损伤现象。
腐蚀和锈蚀
形貌特征——腐蚀按不同程度分为色斑、蚀刻和蚀坑。 色斑——呈点状或条状，颜色呈浅灰色或红褐色，
无深度。 蚀刻——呈点状、条状或片状，颜色呈灰黑色，稍
有手感。 蚀坑——呈点状、条状或片状，颜色呈红褐色或黑
色，手感明显。 产生原因——密封不良，造成轴承中进入潮湿的空气或
产生原因——游隙过大或有异物进入轴承使滚动 体运转卡阻。
轴承损坏形式及原因分析
浅的坑痕，呈结晶壮的破坏壮。这是 由于润滑不良所致。例如；少油或由 于温升所造成的黏度改变，使油膜无 法将接触面分离，表面有瞬间的接触。 办法：改善润滑。
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9) 微动腐蚀
轴承环与轴或轴承箱之间有相对 运动才发生的现象。这是由于太松的 配合或轴承座变形所致。
由的旋转。
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10.具有两个或多个轴承的轴心耦合时，产生不正确的直线偏差或角度 歪斜。 对策；由调整片来调整正确的对位，确保轴心耦合在一条直线上， 尤其是当轴上同时有三个或多个轴承运转时，更得注意。
11.轴的直径过大，导致内环膨胀过多，减少轴承间隙。 对策： 1）研磨轴径，使轴与轴承内环之间获得一适当的配合。 2） 改用径向间隙大的轴承。
7.安装轴承前轴承箱内的碎片，异物没有清除干净。 对策：仔细清洗轴承箱和轴承本身。
8.（交叉定位） 同一轴上有两个定位轴承，而引起的不对正或由于轴热膨胀而导致 轴承内部间隙不足。 对策：调整轴承箱与端盖之间的调整垫片，使轴承箱与外环之间有 一定的间隙。
9. 轴肩摩擦到轴承密封盖，轴肩部直径不正确与保持架摩擦。 对策：重新加工轴肩，检查肩部直径及圆角。
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10.外环与轴承箱扭曲，轴与内环扭曲。是由于箱孔圆角过大；没有足 够的支撑。轴肩圆角过大，没有足够支撑，两端面靠不实。 对策：重新加工箱孔圆角和轴肩的圆角。
11.不正确的安装方式，用锤直接敲到轴承上，导致轴承工作表面有磕 伤。 对策：选择正确的安装方法：套筒法、加热法、油压法等。
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3、轴承的受力痕迹
通常轴承在运转工作一段时间后，在工作表面都会有明显的 受力痕迹，并非所有的痕迹的出现就表示轴承坏掉了，轴承在正常
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莱钢科技 ２０１２年６月 ０５５０ ｍｍ粗轧机轴承失效分析 秦 东，郭 磊，陈广泉，刘 磊 （特钢事业部）
摘要：分析了轧机轴承失效原因，运用Ｗｕｓａｔｏｗｓｋｉ方法和Ｓ．Ｅｋｅｌｕｎｄ公式计算了轧件在 各道次孔型中的轧后宽度及各道次轧制压力，验证了其对轴承使用寿命的影响，从提高轴承 质量和优化生产模式两方面入手，改善了轧机轴承工况条件，提高了轧机轴承使用寿命和经 济效益。 关键词：轧机轴承；轧后宽度；轧制压力；额定负荷
０前言 莱钢特钢事业部中型车间现有 ５０ ｍｍ ｘ １／ ３００ ｍｍ×４／￣３５０ ｍｍ ｘ １轧钢生产线一条，其中 ５５０ ｍｍ粗轧机为三辊轴承化预应力轧机，由于 三联箱中心距较小，主电机功率不足，传动系统设 备老化，坯料端面大，轧制道次多，平均压下量大 等原因，造成齿轮轴超负荷运转，传动系统稳定性 差，轧机轴承负荷大，易损坏，工艺热停多和备件 费用高等问题。为解决以上问题，运用Ｗｕｓａｔｏｗｓｋｉ 方法和Ｓ．Ｅｋｅｌｕｎｄ公式计算轧件各道次孔型中的轧 后宽度及各道次轧制压力，与该轧机轴承的额定负 荷比较后，通过优化生产模式和改进轴承材质等措 施，有效改善了轧机轴承的工作环境，取得了良好 的使用效果和经济效益。
１ 轧机轴承失效分析 １．１轴承材质 ５０ ｍｍ轧机轴承由瓦房店轴承产品有限公 司提供，轧机轴承材质为ＧＣｒｌ５、ＧＣｒｌ５ＳｉＭｎ。 ＧＣｒｌ５ＳｉＭｎ是在ＧＣｒｌ５的基础上，适当增加Ｓｉ、 Ｍｎ含量的改型钢种，以改善其淬透性和弹性极限， 耐磨性比ＧＣｒｌ５钢好，适用于生产大型轴承，但 其切削加工性能差，对白点敏感，有回火脆性倾 向。 １．２轴承装配方式 ５Ｏ轧机轴承为承受径向载荷为主的四列轧
作者简介：秦东（１９７４一），男，１９９７年７月毕业于包头钢铁学 院压力加工专业。高级工程师，主要从事轧钢工艺技术工作。
机轴承（型号为６４９０２４０）和承受轴向载荷为主的圆 锥轴承（型号为２９２６０）组成。６４９０２４０轴承基本额 定负荷分别为动态Ｃｒ３２６０ ｋＮ，静态Ｃｏｒ６２８０ ｋＮ，成 对使用在轧辊两端，装配方法如图１所示。
１一轧辊；２一述宫环；３一轴承压盖；４一轴承内套； ５一四列轴承；６一轴承座；７一隔环；８一圆锥轴承； ９一套杯；１０一端盖；１１一紧固螺栓；１２一圆螺母； ｌ３一板销；１４一螺纹半环；１５一圆柱销 图１预应力轧机轴承装配
一对螺纹半环卡在辊头处的凹槽内并通过圆柱 销与轧辊在相对轴向定位，圆螺母以螺纹半环为支 点旋转压紧圆锥轴承内圈使轧辊轴向定位，为防止 圆螺母在工作状态下脱落，圆螺母分左右旋两种， 即圆螺母的压紧旋向与轧辊的转向相反，同时要求 圆螺母对圆锥轴承的压力不得过紧，否则就会造成 圆锥轴承过载，烧毁轴承。通过板销将圆螺母和螺 纹半环相对定位，板销用紧固螺栓与圆螺母连接， 其外圈通过轴承座、套杯固定。迷宫环固定在轧辊 辊径与辊身过渡部位，热装紧配合、焊接固定在轧 辊两端，轴承压盖通过螺栓与轴承座联接并与套杯 共同将四列轴承外圈定位，内圈与轧辊热装紧配 合，通过迷宫环、隔环固定。每一个轴承座通过微 调隔环的厚度保证轴承装配紧凑，避免轧辊轴向窜 动，同时迷宫环和轴承压盖通过结构上的凸凹配合
４５ 秦东，等：０５５０ ｍｍ粗轧机轴承失效分析 第３期（总第１５９期） 对轴承起密封作用，防止氧化铁皮等杂物的进入， 在工作状态下迷宫环相对轴承压盖高速转动。由于 轴承装配比较复杂，装配精度和质量对轴承使用寿 命有较大影响。 １．３轴承损坏形式 在生产应用中发现引起轧机四列轴承失效形式 大致有三种： １）轴承套圈内侧成片剥落，剥落后呈明显凸 凹状。 ２）轴承发热变色，进而烧损不能转动，轴承 内外圈部分出现缺口和裂纹。 ３）轴承滚动体护架铆钉松动或断裂。 １．４轴承损坏原因分析 从轴承套圈剥落损坏的特征来看，剥落的原因 主要是由于轴承在高载荷下连续工作产生接触疲 劳，使轴承套圈抵抗冲击的能力下降，先产生麻点 和凹坑，继而导致疲劳剥落。轴承的接触疲劳寿命 对钢组织的均匀性非常敏感，而碳化物是脆性相， 常常是剥落、裂纹的发源地，细小、均匀、弥散分 布的碳化物可使轴承的接触疲劳寿命显著提高。 轴承发热烧损的原因是由于轴承在高载荷下连 续工作时轴承摩擦力增大，轴承套圈工作温度迅速 升高，润滑脂润滑能力下降，当达到其回火温度 时，重新回火，硬度降低，使轴承抵御接触疲劳的 能力下降。此时，套圈工作表面在交变应力的作用 下发生接触疲劳剥落，形成凹凸不平的疲劳源，疲 劳源形成疲劳裂纹，使轴承损坏。 轧机轴承保持架铆钉松动或断裂的主要原因是 轧机轴承工况条件苛刻，轴承超负荷承载、交变应 力冲击、偏载、密封润滑不良、工作环境温度高， 散热条件差等因素影响造成。 从其它钢厂的轧机轴承使用情况看，同样质量 的轴承，用在工况条件不同的轧机上，其使用寿命 相差很大。因此，为提高轧机轴承寿命应从提高轴 承质量和改善轧机轴承工况条件两方面人手。除选 用高质量的轴承外，还要保证轴承的安装精度，防 止偏载、过载、润滑不良、密封不好等问题，以免 影响轴承使用寿命。
２轧后宽度及各道次轧制压力计算 ２．１轧制断面计算 选取１８０ ｍｍ×２２０ ｍｍ－－－￣９６ ｍｍ×９６ ｍｍ＿８ｌ ｍｍ×８１ ｍｍ孔型系统，其配辊尺寸见图２。
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图２预应力三辊粗轧机共扼孔型配辊尺寸 运用Ｗｕｓａｔｏｗｓｋｉ方法计算轧件在以上各道次 孔型中的轧后宽度结果如表１所示。计算结果证明 压下量分配均匀，各道次均无过充满现象，最大充 满度为９７．７６％，各道次断面形状规则。 表１验证延伸孔型宽度尺寸 ｍｍ
孔型宽 １９８ １９８ １７０ １７０ １３８ １３８ １０８ １０８ ９２ １２５．４ ９２ 轧件宽１８５．３ １９１．３ １５６．８ １６４．９ １２４．２ １３４．４ ９５．８ ｌ０３．４ ８１．６ １２２．６ ８７．７
２．２孔型各道次轧制压力计算 热轧型钢的轧制压力一般采用Ｓ．Ｅｋｅｌｕｎｄ公式 计算，以４５ 钢在正常温度条件下轧制，计算各道 次轧制工艺参数和轧制压力数值见表２、表３。 表２各道次轧制工艺参数 ＼ 目 Ｈ ｈ Ａｈ Ｂ ｂ 道汶＼＼ｍ ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ／ｍｍ Ｒ
１ ０．０６ ４．５８ ２２０ ｌ８４ ３６ ｌ８０ １８５．３ ２ｏ２．５ ２ ０．０８ ５．８９ ｌ８４ ｌ４８ ３６ ｌ８５．３ ｌ４８ ２１６．５ ３ ０．０８ ６．５１ ｌ９１．１８ ｌ４８ ４３．１８ ｌ４８ １５６．７７ ２２０．５ ４ ０．１２ ８．１０ １４８ ｌｌ２ ３６ ｌ５６．７７ ｌｌ２ ２３４．５ ５ ０．１ｌ ８．７９ １６４．８７ ｌｌ８ ４６．８７ １ｌ２ ｌ２４．１７ ２３５．５ ６ ０．１８ １ ０．８ｌ ｌ１８ ８４ ３４ ｌ２４．１７ ８４ ２４８．５ ７ ０．１５ １０．０２ １３４．４４ ９６ ３８．４４ ８４ ９５．７９ ２４６．７ ８ ０．２２ ９．９７ ９６ ７４ ２２ ９５．７９ ７４ ２５３．５ ９ ０．２０ ９．２２ １０３．４９ ８１ ２２．４９ ７４ ８１．６ ２５４
表３各道次轧制压力
１ ８５．３８ ｌ６ ６２２ ０．４９５ ２ ０．０２９ ９．１４ ９．８３ １５３．２７ 莱钢科技 ２０１２年６月 从表３可见，下轧制线走５道次，上轧制线走 ４道次，压下量分配合理，较大在第３、第５道次。 轧制压力较大道次在第２、第３、第４道次，轧件 断面大，轧制温度较高，氧化铁皮堆积少，与主传 动系统较为匹配。
３提高轧机轴承寿命措施 ３．１生产模式优化 由计算分析结果看出，轧机轴承承受的轧制压 力较大，为提高轴承寿命必须对生产模式进行优 化，改善轴承受力条件，保证轴承承受的负荷略低 于动态额定负荷３１０ ｋｇ左右，其优化生产模式： １）只允许１／７、２／８、３／９、４／１０、５／１１道次 同时过钢，杜绝其它道次交叉轧制，允许１／５、２／ ６道次同时过钢，但必须完全错开过钢。 ２）０３００ ｍｍ轧机出现故障时，严禁０５５０ ｍｍ 轧机因等 ３０ｏ ｍｍ轧机造成低温钢，并尽量防止 ０５５０ ｍｍ轧机不顺造成低温钢，对低温钢要及时 切割或回炉，严禁低温轧制。 ３）控制好炉温，温度不得过低或过高，严格 按规程加热，做好咬人前的铁皮清除工作，严禁打 滑。 ４）保证钢坯加热均匀，温度不均时严禁轧 制，要及时停车加温，可适当增加加温次数以保证 轧制温度。 ３．２提高轴承装配精度 严格按装配规范要求装配轴承，保证轴承装配 精度，做好轴承的润滑工作，使轴承处于良好的润 滑状态，减轻非正常磨损。 ３．３改进轧机轴承材质 Ｇ５５ＳｉＭｏＶＡ是一种中碳合金钢，调质处理后 使用，此钢种淬火回火后具有高的屈服比，较高的 弹性极限和耐磨性能，良好的抗疲劳和抗多次冲击 性能，适用于制作耐冲击重载荷的轴承套圈，多用 于可逆式、多道次粗轧机列轧机四列轴承，使用效 果良好。为提高轴承寿命，经分析研究和对比决定 将四列轧机轴承材质改为Ｇ５５ＳｉＭｏＶＡ。 ４效果分析 优化生产模式实施后，有效改善了轧机轴承工 况条件和承载负荷，基本杜绝了在线烧轴承和非正 常损坏的发生，通过细化改进轧机轴承的装配操作 和润滑维护，使轧辊轴承装配精度有了很大提高， 轧机轴承使用寿命显著提高，轴承过钢量平均在 １５ ０００ ｔ左右，提高了生产效率，降低了轧机轴承 损耗和费用。新材质轧机轴承预计在年底投入使 用，效果将会更好，在同行业具有一定的推广价 值。
参考文献 ［１］黄庆学．轧机轴承与轧辊寿命研究及应用［Ｍ］．北 京：冶金工业出版社，２００３． ［２］李曼云．小型型钢连轧生产工艺与设备［Ｍ］．北京： 冶金工业出版社．１９９９． ［３］黄志坚．轧机轧辊与轴承使用维修技术［Ｍ］．北京： 冶金工业出版社。２００８． 特邀编辑：倪友来
Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｅａｒｉｎｇ ｉｎ ０５５０ ｍｍ Ｒｏｕｇｈｉｎｇ Ｍｍ Ｑｉｎ Ｄｏｎｇ，Ｇｕｏ Ｌｅｉ，Ｃｈｅｎ Ｇｕａｎｇｑｕａｎ，ｂｕ Ｌｅｉ （，Ｉ＇ｌ１ｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｍｉｌｌ ｂｅａｔｉｎｇ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ，ｔｈｅ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｗｉｌｅｄ ｐｉｅｃｅ ａｆｔｅｒ ｗｉｌｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｉｌｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｅａｃｈ ｐａｓｓ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ Ｗｕｓａｔｏｗｓｋｉ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓ．Ｅｋｅｌｕｎｄ ｆｏｒｍｕｌａ， ｖａｌｉｄａｔｉｎｇ ｉｔｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ，ａｎｄ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ，ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｉｌｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｍｉｌｌ ｂｅａｔｉｎｇ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｒｏｌｌｉｎｇ ｂｅａｔｉｎｇｓ；ｗｉｄｔｈ ａｆｔｅｒ ｗｉｌｉｎｇ；ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｒａｔｅｄ ｌｏａｄ