帶鋼自改造以來(lái)一直使用四列短圓柱軸承配合角接觸球軸承做支撐輥的軸承,這種組合形式可以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求,保證穩定的壓下分配,但經(jīng)常發(fā)生在線(xiàn)的故障,主要是軸承的抱死燒損。支撐輥軸承出現抱死會(huì )使正在軋制的鋼帶被拉斷,造成停機時(shí)間。直接影響鋼帶的成材率和生產(chǎn)時(shí)間。下面本公司來(lái)分享有關(guān)支撐輥軸承在線(xiàn)抱死燒損的具體原因以及會(huì )造成的一些危害。
1、產(chǎn)生支撐輥軸承在線(xiàn)抱死燒損原因分析
1.1支撐輥一般只承受軋制力(其力的方向如圖1所示)
因為受力方向的的限制,致使其所受的力比較集中,一般在150°以?xún)?。通常軸承損壞也在這個(gè)范圍內。
1.2常見(jiàn)支撐輥軸承損壞形式
換軸承生產(chǎn)廠(chǎng)家前,使用的是內剖式角接觸球軸承與四列短圓柱軸承組合,每月平均燒損五支/次,常見(jiàn)的損壞原因為異物侵入和疲勞載荷,燒損主要表現為軸承外圈內表面的剝落。
1)異物壓下
圖2是由碎片造成的凹痕放發(fā)后可清晰看到剝落發(fā)展方向,四列短軸圓柱軸承一般是沿著(zhù)滾動(dòng)方向,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)展就會(huì )在剝落面下產(chǎn)生斷裂,造成軸承燒損。圖3是油脂中存在大量的異物造成的表面壓痕,進(jìn)一步發(fā)展必然是大面積的表面剝落,一般是低炭鋼、硬持礦物顆粒壓入形成的,這在早期的軸承使用中比較常見(jiàn)。
2)疲勞磨損
圖5、6、7為典型的軸承表面疲勞磨損發(fā)展變化,由開(kāi)始的一點(diǎn)表面細微裂痕逐漸的裂痕擴散到最后的表面剝落,表面材料結構變化從母材上脫離最后成塊的脫落。在表面以下形成大面積的裂紋,卡住軸承最終燒損。原因分析一般是由于軸承的表面重復的應力改變,由停機、開(kāi)機,再停機、開(kāi)機,往復循環(huán),軸承表面就會(huì )形成這樣的疲勞磨損。
1.3更換生產(chǎn)廠(chǎng)家后支撐輥軸承損壞形式
在換軸承生產(chǎn)廠(chǎng)家后軸承損壞明顯上升,多達25支,經(jīng)過(guò)觀(guān)察發(fā)現不但存在以上兩種損壞情況還有新的情況:
1)擋邊沖碎
如圖8四列短圓栓軸承擋邊斷裂,整體脫離。運轉中軸承承受一定的軸向沖擊滾動(dòng)體會(huì )被沖出軸承跑槽,(如圖9、10)卡住軸承造成軸承在線(xiàn)燒損。
統計當時(shí)的軸承批次損壞情況,發(fā)現在線(xiàn)時(shí)間都不長(cháng),都沒(méi)有達到此前統計出的平均軸承在線(xiàn)時(shí)間160小時(shí)。因此懷疑主要問(wèn)題出在軸承上。經(jīng)過(guò)測量分析得出造成軸承擋邊損壞的原因:a、軸承承受一定的軸向力。b、新軸承的擋邊比以往軸承薄,由10mm改為了5mm抗沖擊性能必然出現下滑。c、滾動(dòng)體沿擋邊上下彈跳,在檢查使用過(guò)的滾動(dòng)體時(shí)發(fā)現滾動(dòng)體靠擋邊的一側端面有類(lèi)似拋物線(xiàn)形式的劃痕,如圖11、12。
根據表面情況繪制出滾動(dòng)體的轉動(dòng)情況,將選擇一點(diǎn)做為觀(guān)察對象,繪制時(shí)間圖后,如圖:圖13中波浪線(xiàn)為滾動(dòng)體按時(shí)間轉動(dòng)后形成的曲線(xiàn),可以清晰的看出滾動(dòng)體在跑槽內部不停的跳動(dòng)。經(jīng)測量發(fā)現跳動(dòng)的原因為:a、擋邊應使用倒角的地方未添加倒角,b、滾動(dòng)體端面粗糙度不足,經(jīng)測量。c、滾動(dòng)體端面應使用倒圓面倒圓的使用了小的倒角如圖,邊角接觸面增大,摩擦力增大。
在發(fā)現以上問(wèn)題后,通過(guò)和生產(chǎn)廠(chǎng)商進(jìn)行溝通,有針對的改型,擋邊加厚,滾動(dòng)體倒圓角等,軸套在線(xiàn)燒損量有所下降但每月燒損仍比較多,
進(jìn)一步檢查發(fā)現了一些新的問(wèn)題:1、滾動(dòng)動(dòng)體直線(xiàn)度差,2、軸承外圈薄,抗疲勞能力差。
通過(guò)計算發(fā)現此軸承在軋制力方向所受的沖擊比軸承額定沖擊力小不少,而沖擊力的主要是由滾動(dòng)承載。因此決定加厚軸承外圈,減少滾動(dòng)體直徑,增加滾動(dòng)體,從而達到增加軸承抗疲勞能力。
2、軸承抱死對產(chǎn)品質(zhì)量及設備的危害:
1、使正在高速運轉的支撐輥突然停滯,連帶的工作輥速度發(fā)生明顯減慢造成機架間堆鋼事故或拉鋼,
2、使高速運轉的支撐輥速度發(fā)無(wú)規律的變化,引起工作輥速度變化造成鋼帶跑偏的堆鋼事故。
3、支撐輥與工作輥之間發(fā)生滑動(dòng)摩擦使輥面嚴重磨損,尤其是支撐輥輥面常被磨下去一道深深的凹坑,這種軋輥一般就做報廢處理。造成很大的浪費。同時(shí)軸承抱死會(huì )損壞軸承箱內部危及到運轉的穩定性和精度以及相應零部件的壽命。
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