帶鋼自改造以來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足生產工藝要求,保證穩(wěn)定的壓下分配,但經常發(fā)生在線的故障,主要是軸承的抱死燒損。支撐輥軸承出現抱死會使正在軋制的鋼帶被拉斷,造成停機時間。直接影響鋼帶的成材率和生產時間。下面本公司來分享有關支撐輥軸承在線抱死燒損的具體原因以及會造成的一些危害。
1、產生支撐輥軸承在線抱死燒損原因分析
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°以內。通常軸承損壞也在這個范圍內。
1.2常見支撐輥軸承損壞形式
換軸承生產廠家前,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滾動方向,經過一段時間發(fā)展就會在剝落面下產生斷裂,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。
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,由開始的一點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、開機,再停機、開機,往復循環(huán),軸承表面就會形成這樣的疲勞磨損。
1.3更換生產廠家后支撐輥軸承損壞形式
在換軸承生產廠家后軸承損壞明顯上升,多達25支,經過觀察發(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體會被沖出軸承跑槽,(如圖9、10)卡住軸承造成軸承在線燒損。
統(tǒng)計當時的軸承批次損壞情況,發(fā)現在線時間都不長,都沒有達到此前統(tǒng)計出的平均軸承在線時間160小時。因此懷疑主要問題出在軸承上。經過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、滾動體沿擋邊上下彈跳,在檢查使用過的滾動體時發(fā)現滾動體靠擋邊的一側端面有類似拋物線形式的劃痕,如圖11、12。
根據表面情況繪制出滾動體的轉動情況,將選擇一點做為觀察對象,繪制時間圖后,如圖:圖13中波浪線為滾動體按時間轉動后形成的曲線,可以清晰的看出滾動體在跑槽內部不停的跳動。經測量發(fā)現跳動的原因為:a、擋邊應使用倒角的地方未添加倒角,b、滾動體端面粗糙度不足,經測量。c、滾動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)現以上問題后,通過和生產廠商進行溝通,有針對的改型,擋邊加厚,滾動體倒圓角等,軸套在線燒損量有所下降但每月燒損仍比較多,
進一步檢查發(fā)現了一些新的問題:1、滾動動體直線度差,2、軸承外圈薄,抗疲勞能力差。
通過計算發(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承載。因此決定加厚軸承外圈,減少滾動體直徑,增加滾動體,從而達到增加軸承抗疲勞能力。
2、軸承抱死對產品質量及設備的危害:
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)無規(guī)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。同時軸承抱死會損壞軸承箱內部危及到運轉的穩(wěn)定性和精度以及相應零部件的壽命。
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