钢厂如何选择合适的轧机轴承？（二）
|
在了解了轴承和相应的使用环境后，我们就可以分析轴承失效的原因。通过对轧机轴承的多次比较和观察，得出以下因素会导致轴承损坏。
一、径向载荷过大（1）支承滚子轴承 支承辊轴承可承受高达 5000kN 的轧制力。由于轧制时原料板形差异（如纵向厚差大、横向楔形）等原因，在给定压下量的情况下，会造成频繁的瞬时大压下量。此时，轧制力会突破设计能力，使轴承超负荷运转，使用寿命大大降低。另外，由于原材料的楔形，会出现较大的单边压下量，使单边滚动轴承承受较大的滚动力，造成滚动体断裂和保持架损坏，从而缩短轴承的使用寿命。 （2）工作辊轴承 工作辊轴承承受的径向力一般是辊弯力和张力。由于原材料的形状较差，在轧制过程中必须对工作辊施加额外的弯曲力。轧辊弯曲力作用在轴承座上，使工作辊产生一定的弯曲变形，从而轧出板形较好的带钢。但同时，弯曲力的施加会造成轴承受力不均。四列圆柱滚子轴承只在内外两列滚动体上受力，轴承承载能力明显降低，轴承内外滚道容易磨损，造成轴承报废。 二、 忽略轴向载荷与轧制力相比，作用在工作辊上的轴向载荷往往被忽略，但它也是工作辊轴承损坏的主要因素之一。一般认为轴向力为轧制力的1%-2%，但在实际使用中，轧机的轴向力远大于5%，导致轧辊移动、轴向固定螺栓断裂和轧制中断，或轴承烧毁而报废。轧辊轴力形成的原因很多，主要有轧辊轴心交叉、轧制不对称、轧制力偏差、轧件弯度、楔敏感性、传动系统的影响等，但造成轧辊轴向移动的主要原因是辊之间的交点，特别是驱动辊的轴线交点。 三、轴承座密封性能差为了吸收滚动变形产生的热量和降低轧制载荷，冷轧生产中大量使用乳化液，轴承座始终处于乳化液的包围中，这种液体含有滚动微量狡猾的金属颗粒、酸性物质和其他杂质。这种有害的液体和固体颗粒一旦进入轴承，不仅会影响润滑剂的性能，破坏其形成的油膜，还会直接造成磨粒磨损，导致轴承过早疲劳而引起故障。 四、轴承材料的影响由于滚动轴承工作时接触小，承受面积大，因此对轴承钢材料中的小缺陷也很敏感。许多轴承制造商在加工轧机轴承时经常使用GCr15轴承钢。但GCr15轴承钢杂质含量高，疲劳强度和抗冲击性能相对较差。 因此，CHG轴承制造可提供经真空冶炼或电渣重熔的渗碳钢代替GCr15轴承钢来提高承载能力，或采用硫化技术提高耐磨性，从而增加轴承的使用寿命。 此外，下贝氏体等温淬火在轧机轴承应用中效果很好。高碳铬轴承钢经下贝氏体淬火后，其组织由下贝氏体、马氏体和残余碳化物组成，其中贝氏体为不规则相交条带，呈空间凸透镜状，贝氏体相变是一个过程与等温转变时间有关，一般需要5-6h。等温淬火后，随着等温时间的延长，贝氏体数量增加。高碳铬轴承钢的下贝氏体组织可提高钢的工业比例极限、屈服强度、变形强度和断面收缩率。 与淬火后的马氏体组织相比，具有更高的冲击韧性、断裂韧性，和尺寸稳定性。表面压应力高达-400-500MPa，大大降低了淬火裂纹的倾向。磨削时的表面压力应抵消部分磨削应力，降低整体应力水平，大大减少磨削裂纹。下贝氏体组织的突出特点是具有冲击韧性、断裂韧性和耐磨性，尺寸稳定性好。表面应力状态为压应力，适用于装配过盈量大、使用条件差、额定载荷高的轧机轴承。磨削时的表面压力应抵消部分磨削应力，降低整体应力水平，大大减少磨削裂纹。 下贝氏体组织的突出特点是具有冲击韧性、断裂韧性和耐磨性，尺寸稳定性好。表面应力状态为压应力，适用于装配过盈量大、使用条件差、额定载荷高的轧机轴承。磨削时的表面压力应抵消部分磨削应力，降低整体应力水平，大大减少磨削裂纹。下贝氏体组织的突出特点是具有冲击韧性、断裂韧性和耐磨性，尺寸稳定性好。表面应力状态为压应力，适用于装配过盈量大、使用条件差、额定载荷高的轧机轴承。 五、轴承游隙的影响径向游隙的大小直接影响轴承内部的载荷分布状态，尤其是轴承内最大滚动体载荷的变化。由于轴承座拆装频繁，难免有一定的间隙。轴承的内部游隙会因配合、工作温度和加载后轴承的变形而变化。游隙过大或过小都会直接影响轴承的寿命。经过现场反复实践，冷轧支承辊轴承（272752）径向游隙控制在0.24mm≤σ≤0.30mm范围内，工作辊轴承径向游隙控制在0.09mm范围内≤σ≤0.14mm。 |
