摘  要：二十辊轧机的背衬轴承使用工况和普通轴承存在很大差异，所以对其性能和精度都有较高的要求。本文将主要分析20辊轧机背衬轴承的安装使用与相关维护方法。 

关键词：20辊轧机；背衬轴承；维护

轴承非正常报废造成轴承消耗一直居高不下，影响吨钢成本，所以掌握背衬轴承的相关维护方法非常重要。二十辊轧机的支承辊通常是采取多支点梁结构（即由多个圆柱滚至轴承、鞍座、心轴构成）。由于二十辊轧机采用塔形辊系，轧制力由工作辊通过中间辊呈扇形传递给外层支承辊的背衬轴承上，背衬轴承将所承受的载荷通过心轴和鞍座均匀地传递给机架，因此轧机刚度相对较大，轧辊挠曲变形较小，由此能够轧制高精度的带材。另外，背衬轴承的尺寸精度决定了轧制力的分布是否均匀。 

1   背衬轴承的结构及使用条件

背衬轴承和普通轴承在使用条件上存在一定的差异性，例如普通轴承是外圈固定，内圈转动，而背衬轴承正好相反；其次是背衬轴承的转速高，变速频繁，载荷较大。背衬轴承使用条件有以下几点，第一，外圈整体厚度及研磨层厚度足够，以此保证外圈拥有一定的承载力；第二，背衬轴承外圈必须要有足够的抗冲击能力，可以应用淬火来达到该目的；第三，内圈的抗疲能力；第四，保证滚动体的抗疲劳能力，该性能需要重点关注材料的选择以及形状的设计。 

2   背衬轴承的安装要求

背衬轴承的尺寸精度是极高的，内外环的误差通常小于5μm，且在***大壁厚点处都标有箭头。在背衬轴承安装过程中， 首先要做的便是需要将尺寸一样的背衬轴承安装至同一根轴上，外圆面保持方向一致。反之，若背衬轴承未根据安装标准为同一方向，那则会导致背衬轴承在运行过程中出现异常振动，加剧滚柱疲劳性，不仅严重降低其运行年限，也很大程度影响产品质量。

运行期间，每一个背衬轴承的磨损是具有差异性的，主要原因分为两点，第一是由于当轧制带材的宽度比轧机的***大轧制宽度窄时，轧辊中部背衬轴承所承受的载荷大于轧辊两端背衬轴承所承受的载荷，磨损相对严重；第二，则是因为二十辊轧机外部的轴要远高于内部轴要承受的负荷，这也将直接增加了外轴的背衬轴承磨损程度。由此可以得出结论，为了能够保障并提高背衬轴承的使用年限，对于背衬轴承的位置应该每隔一段时间进行更换，与此同时做好记录。一般来说，背衬轴承的运行时间达到400小时~1000小时之间就需要对其位置进行变换。此外，由于背衬轴承的内环在心轴上是处于静止的状态的，因此只有四分之一的环面是负载区，综上，定期将内环转动至另一个载 荷区，则能够有效提高背衬轴承的运行年限。

3   背衬轴承的润滑

二十辊轧机的受力原理是在小直径工作辊上产生的轧制力， 通过一系列较大的轧辊，***后由背衬轴承传递至机架上。由此，对于背衬轴承的维护上而言，润滑扮演着极其重要的角色，将直接关系到轴承的使用寿命。背衬轴承的润滑作用有很多，例如降低相关元件的摩擦，保护轴承表面不受损害，清除异物，***后还能对轴承起到冷却的作用等。

润滑系统分为轧机工艺润滑系统和背衬轴承润滑系统两部分。首先按照轧制工艺的差异性来说，工艺冷却润滑剂通常采取乳化液和矿物油两种。其中矿物油的优势在于润滑性好，可以有效减少轧制力，延长轧辊的使用寿命，同时还能够让带材获取良好的表面质量，不过缺点在于冷却能力较弱，从经济成本来说也相对较高，通常用于中小型轧机。另外一种就是乳化液，该润滑剂的主要优势在于冷却效果强，通常被用在大型轧机或者是高速轧机中。由于乳化液具有水分多的特征，且相较于油，水的热容要大于两倍，蒸发潜热大于十倍，因此乳化液可以在非常短暂的时间吸收大量热。

3.1  共用润滑系统

当工艺润滑系统应用矿物油过程中，为了能够避免产品被污染，所以通常和背衬轴承采取同一个润滑系统。按照多辊轧机的特征及使用要求，具有低粘度特征的润滑矿物油是***佳选择。但与此同时，这种矿物油还具有一定不足，就是无法提供较为充分的轴承润滑。为了能够解决该问题，则需要提高润滑油流量。若背衬轴承的润滑油流量不够充分，则或会导致轴承外环出现变形、损坏等情况。一般来说，矿物油的过滤精度必须要小于5μm才能符合使用标准，也才能有效延长轴承的使用年限。根据工作经验对不同背衬轴承直径的润滑油用量范围进行概括，如背衬轴承直径为110/mm~120/mm推荐润滑油用量为5/L·min- 1~7/L·min-1；背衬轴承直径为160/mm~165/mm 推荐润滑油用量为10/L·min- 1~15/L·min-1；背衬直径为220/ mm~225/mm推荐润滑油用量为15/L·min- 1~25/L·min-1。

3.2  独立使用的润滑系统

一般来说，当工艺润滑采用乳化液时，背衬轴承就必须要采用独立的润滑系统。主要原因在于乳化液中所含的水分会对轴承造成侵蚀的影响。目前较为常见的独立润滑有油雾润滑和循环稀润滑。其中油雾润滑系统主要包含油水滤清器、减压阀、油雾发生器、空气加热器、油加热器等。该系统虽然是一个可靠的方式，但在生产操作中往往会受到各种制约，导致实际效果并不理想。例如润滑油的雾化能力，雾化温度等都有较高的要求。根据实践所知，我国所引入的众多辊轧机中，由于油雾润滑系统并不能带来理想效果，***终也不得不弃用而改用与工艺润滑同样的乳化液润滑。另外，如果是采用循环稀油润滑系统时，需要采用整体密封装置的背衬轴承，预防乳化液被污染。

4   背衬轴承的重磨

背衬轴承在运行期间会逐渐发生各种损伤，例如压扁、压坑等，按照实践经验所得，背衬轴承在运行时长高达3000小时后，就需要进行重磨维护。在轧辊磨床上进行背衬轴承磨削，按照规范流程进行操作，否则在运行轴承出现回火，另外，重磨维护工件修复情况由工件的硬度、材料以及工件的粗糙度等因素所决定。根据实验证明，磨削背衬轴承外环需要使用陶瓷型氧化铝砂轮，轮砂需要经过严格的修磨后才能使用，砂轮线速度控制在25m/s~30m/s，磨削过程中应该应用乳化液进行冷却。采用乳化液的主要目的在于预防磨削面发热，同时还能对磨削进行冲洗，使其保持清洁状态。

需要进行重磨的背衬轴承外环的倒角与圆角部分进行修复时会被一点点消磨没，所以要在应用过程中避开应力集中区域，将边缘倒角进行重新打磨，同时在倒角与圆柱的过渡地带采用抛光处理方法。我们使用专业的测微仪器对外环重磨进行检测， 将测量结果进行标记，根据数据显示来判定***大壁厚点。为了使背衬轴承的重磨精度在可控范围内，需要采用先进的切削工艺， 选择适合的切削工具，此次就具体介绍几种重磨方法。第一种，将背衬轴承进行整体磨削，采用这一方法第一步将磨削芯轴与背衬轴承进行固定，利用轴承上的琐将锥型衬套与螺母锁紧，内环膨胀，此方法目的是将内部空隙进行全面填充，

***后一步将外环滚动体与保持架对齐，该种重磨方式的缺陷是耗时较长，需要将整个背衬轴承进行拆卸安装，且测量精确度也需要花费不少时间。第二种，外环单独磨削，该种方法应用十分普遍，主要优势在于操作简单。将外环装置磨削芯轴上，采用液 压的方法让芯轴膨胀，夹紧轴承外环，即可进行磨削操作。第三 种，外环成组磨削，该方式的主要优势在于可以确保背衬轴承在同一根支持轴上受力均匀。根据有关文献显示，外环成组磨削，为了确保精度，磨削芯轴与轴承外环间必须要紧密配合，所以需要采取感应加热法来将外环加热，随后才能安装至芯轴。同理，外环卸下时，也需要采取感应加热的方式。需要注意的是为了保障外环能够顺利的被安装及拆卸，必须要采取水冷的方式来避免芯轴自身被加热。 

5   结语

综上所述，正确安装、合理润滑、适时重磨及精心维护对于保证20辊轧机背衬轴承的精度、延长其使用寿命及提高产品精度有着重要的意义。 

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