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探讨冷轧机定位轴承的烧损原因

作者: 浏览:286 发表时间:2022-12-29

前言:随着前几年冷轧薄带市场的走俏,大量的六辊冷轧机在国内上线,随着时间推移及设备的折损以及后续AGC改造,设备提速等问题,大部分冷轧机的工作辊及中间辊定位轴承开始出现短时间烧损故障,造成了生产的极度不正常。

以X客户现场的双列角接触球轴承156134为例,对此类问题做如下分析:

一、轴承结构简图

二、现场轴承损坏现象

1. 早期现象为上中间辊,靠辊身侧保持架掉铜粉或磨损开裂,检查对向保持架无异常。

2.后期为短时间在线烧损、抱死故障。导致只能暴力拆卸,严重损伤轧辊及轴承箱体。

3.拆解之前未烧损的轴承,发现外圈磨损异常,均为局部脱落或对向剥落,且损坏位置均为靠辊身侧外圈。

4.配合间及轴承端面异常磨损,出现划痕及下沉现象。

三、安装结构及受力分

目前国内冷轧机选型较多的结构配置,如上图,主轴承四列圆柱滚子轴承加定位轴承双列角接触球轴承,X客户现场辊系如上图所示,辊系在运行时,主轴承承受全部的径向载荷,定位轴承承受纯轴向载荷,依据上述轴承的损坏现象及位置可明确判断出:轴承运转时轴向力从轧机的传动侧传递到操作侧,即轴向作用力依次由5号压紧套传递到轴承内圈,内圈再传递到靠定距环的滚动体、再由滚动体传递到靠定距环的外圈,终的受力点则为6号卡钳连接处。


四、汇总分析

1.从损坏现象的第三点可明确判断,轴承外圈收到了较大异常,轴向力,由于轴承在辊系中承受的纯轴向载荷,正常轴向力应该是外圈沟道360°均匀受力,而实物的损坏现象出现局部及对向剥落损坏,说明轴向载荷出现受力偏斜,再进一步依据安装结构的受力分析,可得知导致轴向载荷的偏斜的主要因素为6卡钳连接处,应为卡钳连接处受力点偏斜导致了轴承的轴向载荷偏斜,造成滚动体不规则运转,对保持架产生较大的夹持力,及频繁的撞击力,续而引发保持架的磨损断裂。

2.端面接触部件配合问题,从损坏现象的第三点可明显看出,损坏轴承有端面异常磨损现象,主要是外圈压盖伸口端面、连接内圈的定距环端面、存在异常磨损,由此可判断,轴承在运转时与各配合接触部件存在严重的相对滑动摩擦,经测量安装后轴承外圈轴向未压紧,存在0.5-1.0mm间隙,因此轴承在运转时有较大的轴向攒动,由于各配件较轴承硬度偏低,很容易被不规则则磨损下沉,当轴承因受到另外方向的轴向力后,端面靠向反向的配合件(此时端面已被不规则磨损)的接触面时导致轴承内外圈发生相对倾斜。同样也会导致滚动体不规则运转,对保持架产生较大的夹持力,及频繁的撞击力,续而引发保持架的磨损断裂。

3.从损坏的程度及时间可判断轴承出现轴向载荷过载,由于轧机初期时选用现在的辊系配置均运行正常,可间接佐证辊系的配置是符合实际工况的,但随着时间的长久设备的折损及后续设备维护保养欠缺,加上AGC改造升级设备提速,尤其是1.外圈定距环2.内圈定距环 3.轴承 4.外压盖 5.压紧套6.卡钳连接处7.轴承衬板8.传动轴等非易耗件的磨损变形,都会致使辊系附加轴向力的产生,导致轴承的过载。

进一步分析较大的轴向力来源,一般有以下几点因素造成或引发:

4. 轧机牌坊衬板的磨损及非对称的异常磨损,造成辊系的交叉超差,同样也会导致异常的轴向载荷的产生,引发轴承损坏。

5. 轴承座的变形,尤其是烧损过轴承的轴承座,其端面(凸台或挡肩)与轴承端面配合,相对轴承座孔径的平行度超差,导致轴承再承受轴向载荷时发生偏载现象,即大大降低了其抗轴向载荷的能力,引发轴承轴向载荷过载导致烧损。

6.传动轴,虽是连接工作辊,但如发生连接轴套与轧辊扁头间隙过大,十字包的磨损等,都会导致传动轴发生周期性的震动,引发中间辊的不稳定性(存在偏移量),加剧衬板的磨损,导致工作辊辊面磨损不均等现象,同样也会诱发异常的轴向载荷产生。

五.总结规律

 通过市场调研,冷轧机工作辊或中间辊的角接触球定位轴承损坏基本遵循下列五点规律:

1. 损坏轴承为定位轴承,即轴承箱凸耳与机架或与设备卡钳横移装置连接的轴承座,主要作用为限制工作状态下的轧辊的轴向位移,承受轧制过程中的两个方向的轴向力。

2.损坏位置固定,即发生损坏的位置一般不会转移,多为固定一处,如中间辊上传动侧或下传动侧或工作辊上操做侧或下传做侧。

3.损坏轴承面固定,即损坏位置为靠主轴承侧或靠压盖侧单列损坏。

4.损坏初期现象为保持架掉铜粉,或个别滚动体局部剥落即保持架兜孔变形,此状况下轴承下机还能及时发现,进行轴承的更换;后期现象为保持架直接开裂或烧损线上,此状况下轴承已无法下线及时发现。

5.损坏时间较短,几小时到几天不等。

6.主要因素均为轴向载荷偏载,或轴向载荷过载。

六、改善措施

DMD公司联合旗下云轧钢平台根据市场调研及客户现场反馈的轴承损坏形态等,针对冷轧机定位轴承的烧损问题,体现针对性定制化服务,在原有轴承的基础上,对轴承做出优化提升,特别是轴承的轴向载荷;载荷分布;接触角度;轴承材料;保持架材料等方面做出优化提升,保障了轴承的在线运行寿命及稳定性,更能适合客户现场工况。

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