寶鋼熱軋部2050連續(xù)可變凸度(cvc)熱軋精軋機(jī)組是從德國(guó)SMs公司引入的，此軋機(jī)上裝有彎輥裝置和工作輥軸向抽動(dòng)裝置。工作輥操作側(cè)采用一種特殊設(shè)計(jì)的四列組合軸承，當(dāng)中兩列為圓柱滾子，兩列為圓錐滾子。軸承在50多噸彎輥力作用下，工作壽命普遍較短，在機(jī)燒熔事故時(shí)有發(fā)生，損失巨大。

1、軸承的工作載荷對(duì)軸承使用壽命的影響關(guān)于滾動(dòng)軸承已就幾何學(xué)、接觸力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、摩擦與磨損、潤(rùn)滑、疲勞損傷、振動(dòng)、材料等各方面進(jìn)行了詳盡的研究，所取得的研究成果已使?jié)L動(dòng)軸承的壽命和工作可靠性有了極大的提升。因此，軸承的疲勞壽命公式也幾經(jīng)修改，演變成今天的形式。1．1 各列軸承偏載是影響軸承總體壽命的主要因素現(xiàn)代軋機(jī)因軋制力的增大，要求軋輥輥頸采用多列軸承，結(jié)果，其理論設(shè)計(jì)主要運(yùn)用多列滾動(dòng)體均勻受載來(lái)提高軸承的承載能力。1．2偏載導(dǎo)致滾子傾斜使軸承壽命縮短一般軋輥軸承滾子的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，同時(shí)在軋輥安裝或使用過(guò)程中，各種誤差與彎輥力的影響、任何軋輥的不同軸度及撓度變形，都將導(dǎo)致軋輥軸承各列滾子的偏載。偏載不但影響多列滾子軸承各列滾子間的載荷分配不均，并且更嚴(yán)重地引起單列滾子發(fā)生傾斜，造成局部應(yīng)力集中，會(huì)嚴(yán)重影響軸承的使用壽命。1．3偏載導(dǎo)致打滑而降低軸承壽命滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體與滾道之間的載荷僅僅作用在很窄的接觸面上，雖然滾動(dòng)軸承的載荷不太大。但在滾動(dòng)體與滾道接觸面上產(chǎn)生的應(yīng)力卻很大。因此，在滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)或使用壽命評(píng)定中，要考慮的關(guān)鍵因素是滾動(dòng)條件的破壞，而不是滾動(dòng)體的破碎。

2、熱軋多列軋輥軸承的偏載分析及測(cè)量2．1 現(xiàn)況介紹寶鋼2050熱軋精軋機(jī)組中操作側(cè)的組合軸承使用情況不夠穩(wěn)定，軸承損壞比較頻繁，從軸承損壞的具體情況可以看出，損壞的組合軸承中，多數(shù)為靠近輥身側(cè)的一列圓柱滾子普遍出現(xiàn)外圈滾道發(fā)生大面積剝落及滾動(dòng)體碎裂等現(xiàn)象；另外，軸承座與彎輥柱塞相接觸的柱面容易被磨平甚至脫落。在大彎輥力作用下，如何減少軸承損壞、保證軸承穩(wěn)定工作已成為亟待解決的問(wèn)題。2．2 偏載的原因?qū)垯C(jī)中多列滾子軸承，其異常偏載主要來(lái)自軋機(jī)輥系特征，即軸承載體的彈性變形與高速?gòu)?fù)合特征。普通四輥軋機(jī)工作輥操作側(cè)軸承把工作輥和軸承座聯(lián)系在一起，形成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，而軸承座安裝在機(jī)架窗口中與機(jī)架形成一個(gè)移動(dòng)副，同時(shí)軸承座尚受到液壓彎輥缸柱塞的約束，并通過(guò)軸承座／軸承向輥頸施加彎輥力。在剛性構(gòu)件假設(shè)下，各構(gòu)件均可視為剛體，它們之間組成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，彎輥力均勻地作用在工作輥與軸承座之間形成轉(zhuǎn)動(dòng)副的軋輥軸承上。實(shí)際狀況往往并非如此，受彎輥力的作用使工作輥和軸承座均產(chǎn)生較大的彈性變形，它使軋輥軸承的承載狀態(tài)發(fā)生變化。當(dāng)軋輥軸承發(fā)生變形時(shí)，安裝軸承的輥頸會(huì)隨著發(fā)生相應(yīng)的傾斜，而軸承的內(nèi)環(huán)因固接在軋輥的輥頸上也一起傾斜；軸承外圈受軸承座的約束，因軸承座在約束的限制下，只能沿牌坊窗口上下平動(dòng)，而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，因此軸承內(nèi)外環(huán)之間沿軋輥軸線的方向形成一個(gè)楔形間隙，軋輥軸承一般為四列輥?zhàn)虞S承，間隙不均勢(shì)必造成各列滾動(dòng)體之間的載荷分配嚴(yán)重不均；此外，由于操作側(cè)軸承座與牌坊間軸向固定，故還會(huì)在軸承內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)很大的附加軸向載荷。

3、多列軋輥軸承部位的改造3．1 改造的機(jī)構(gòu)原理分析為避免發(fā)生文中所述的燒損情況，必須改進(jìn)軸承座部分結(jié)構(gòu)，以使這種機(jī)構(gòu)具備在軸承座發(fā)生相對(duì)偏轉(zhuǎn)時(shí)，有適應(yīng)輥頸偏斜所需的活動(dòng)度的能力。因此，工作輥軸承座既能保證軸向固定和傳遞彎輥力，又能在彎輥力作用下獲得適應(yīng)輥頸偏轉(zhuǎn)所需的自由度，是軸承載體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足的要求。3．2 機(jī)構(gòu)改造cVc軸的改造是將其改為偏心軸，而液壓彎輥缸墊塊處則由整體式結(jié)構(gòu)改成兩體式結(jié)構(gòu)。根據(jù)軋機(jī)桿系機(jī)構(gòu)中的受力分析和軋機(jī)軸承座及部件的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為解決軸承的異常損壞采取了新的方案，軸承座上的cVc軸和液壓彎輥缸的墊塊采用了全新的結(jié)構(gòu)。3．3 效果新式結(jié)構(gòu)已在寶鋼2050熱軋精軋機(jī)組的F4機(jī)架上試用，對(duì)每種結(jié)構(gòu)的前后使用效果進(jìn)行了多次在機(jī)測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)結(jié)果證明了該機(jī)構(gòu)的有效性。

4、總結(jié)(1)通過(guò)邊界元計(jì)算出該軋機(jī)軸承存在偏載問(wèn)題。(2)第一次在軋機(jī)上通過(guò)在線測(cè)試證實(shí)了軋機(jī)軸承偏載的存在，并測(cè)出了偏載系數(shù)為1．47。(3)在軸承座上進(jìn)行了改造，使軋機(jī)輥系增加了軸承座偏轉(zhuǎn)所需的自由度，偏載降低達(dá)90％。通過(guò)近兩年的探索與攻關(guān)，最終在寶鋼2050熱軋精軋機(jī)上進(jìn)行了改造并進(jìn)行許多測(cè)試驗(yàn)證，改進(jìn)后的軸承座目前正在軋機(jī)上使用。

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