軋機(jī)河北油膜軸承錐套裂紋常見原因分析

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       一、河北油膜軸承，又稱液體摩擦軸承，屬于一種非常理想的滑動(dòng)軸承。它利用軸頸（錐套）本身回轉(zhuǎn)時(shí)油被卷吸到收斂的楔形間隙或以一定的壓力油輸入滑動(dòng)表面，形成壓力以平衡外載荷，此時(shí)軸頸（錐套）與襯套之間被一層極薄的油膜隔開，軸承在液體摩擦狀態(tài)下工作。

       適合于軋機(jī)使用的河北油膜軸承稱為軋機(jī)油膜軸承，主要裝于各種板材軋機(jī)、帶材軋機(jī)及線材軋機(jī)支撐輥或工作輥上。軋機(jī)油膜軸承需具有承載能力大、速度范圍寬、裝拆方便快捷及密封性能好等特點(diǎn)。油膜軸承主要由徑向承載件、軸向承載件、鎖緊裝置、密封裝置及河北其他零部件五部分組成。

       二、錐套裂紋常見原因分析

       錐套是主要徑向承載件，其內(nèi)孔為錐面，徑向和軸向加工有油槽，這樣便于錐套與軋輥的拆裝。錐度一般有三種，分別為 1:5、1:5.647 058（1:5.647 223）和1:30。外圓為工作面，要求有很高的尺寸精度、形位精度及很低的表面粗糙度。 錐套裂紋是錐套嚴(yán)重的一種失效形式，出現(xiàn)裂紋必須立刻停止使用，做報(bào)廢處理。若繼續(xù)使用可造成錐套斷裂，輕者出現(xiàn)軋機(jī)廢鋼，嚴(yán)重可造成軋輥損傷甚至報(bào)廢。

       造成錐套裂紋有以下原因：

       1.錐套生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生裂紋 錐套材質(zhì)采用50CrMnMoH大型軋輥鍛件用鋼，這種材質(zhì)強(qiáng)度高、耐磨性好，但是在鍛造和熱處理過程中容易出現(xiàn)裂紋。所以在錐套調(diào)質(zhì)熱處理后有超聲波無損檢測(cè)，避免在毛坯階段產(chǎn)生裂紋。 錐套材料屬于可焊性差的材料，錐套在加工過程中和使用過程中出現(xiàn)磕碰后進(jìn)行焊接修復(fù)時(shí)，若預(yù)熱溫度、焊接溫度和保溫處理不當(dāng)，極易出現(xiàn)焊接裂紋。

       2.使用過程中產(chǎn)生裂紋

       （1）軋機(jī)偏載造成裂紋 錐套在正常工作過程時(shí)，將軋機(jī)軋制壓力均勻地傳遞到軋輥錐面上，這時(shí)錐套受的是正壓力。如軋機(jī)軋制生產(chǎn)過程中，壓下中心距 偏離軋制中心，造成錐套受力偏移，產(chǎn)生彎矩，這時(shí)在錐套內(nèi)孔限制油槽處產(chǎn)生應(yīng)力集中，進(jìn)而造成錐套裂紋，甚至斷裂。 在日常軋機(jī)軋制生產(chǎn)過程中，應(yīng)定期對(duì)軋機(jī)壓下中心距進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整，以免造成軋機(jī)事故。

       （2）錐套內(nèi)孔錐度與軋輥輥頸錐度不匹配造成錐套裂紋 錐套內(nèi)錐孔與軋輥輥頸外錐面在理論情況下是應(yīng)該保證完全貼合的，這樣錐套可以將軋機(jī)軋制壓力均勻地傳遞給軋輥。但是不管錐套還是軋輥，輥頸錐度不可能同時(shí)加工到理論尺寸，在設(shè)計(jì)時(shí)一般會(huì)有±0.03mm的公差要求。在這個(gè)公差范圍內(nèi)，錐套與軋輥可以保證有足夠的貼合度。 但是如果錐度超出這個(gè)范圍，超差較小時(shí)，在軋制壓力作用下錐套會(huì)有較小的變形，來適應(yīng)軋輥的錐度，在這種變形幅度下，錐套不會(huì)快速出現(xiàn)裂紋，但是 錐套隨著這種長期的變形—恢復(fù)—變形的過程，后期會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，進(jìn)而造成軸承失效。如錐度加工超差較大時(shí)，錐套在軋制力作用下會(huì)有大的變形，若超出材料的彈變范圍，可能發(fā)生塑性變形，甚至斷裂。

       （3）錐套裝配不到位或使用中錐套脫落造成錐套裂紋 油膜軸承在安裝時(shí)，是通過鎖緊裝置將錐套與軋輥裝配到位。常見的鎖緊裝置有機(jī)械式鎖緊、液壓式鎖緊和移動(dòng)液壓鎖緊，其作用都是通過軸向力將錐套安裝到位，并且通過螺紋連接將錐套進(jìn)行位置鎖定。錐套若沒有裝配到位，錐套內(nèi)錐面與軋輥輥頸外錐面就會(huì)前后錯(cuò)位，如圖1所示，在同一剖面下，錐套直徑大于軋輥直徑。在這種情況下錐套與軋輥處于沿圓錐母線接觸狀態(tài)，母線兩側(cè)懸空，在軋制力作用下錐套會(huì)沿母線彎曲變形，變形較大則直接斷裂，變形較小則在長期變形恢復(fù)的過程中產(chǎn)生疲勞裂紋。在油膜軸承使用過程中，因?yàn)殒i緊螺釘脫落或斷裂，或其他原因造成鎖緊鍵脫落，引起鎖緊螺母和螺環(huán)（或活塞）螺紋松動(dòng)、回退；或是在異常軸向力作用下，造成鎖緊螺母與螺環(huán)（或活塞）螺紋斷裂等情況，造成錐套裝配不到位。

       （4）油膜軸承燒損造成錐套裂紋 油膜軸承發(fā)生燒損事故后，錐套溫度會(huì)急劇升高，有時(shí)甚至?xí)_(dá)到三四百度以上的溫度，并且油膜軸承燒損后可能在短時(shí)間內(nèi)還處在受載狀態(tài)。此時(shí)錐套是極易產(chǎn)生裂紋的，并且這種裂紋一般肉眼不可見，但是通過超聲波無損檢測(cè)或磁粉無損檢測(cè)可以檢查出來。 這種情況常見與錐襯套燒熔在一起（抱死），這種情況在返廠修復(fù)時(shí)，將錐套與襯套分離后，大部分的錐套在無損檢測(cè)時(shí)都會(huì)發(fā)現(xiàn)有裂紋產(chǎn)生。 通過多年對(duì)油膜軸承使用進(jìn)行跟蹤發(fā)現(xiàn)，設(shè)置有油膜軸承在線溫度監(jiān)控且正常使用的生產(chǎn)線，很少會(huì)出現(xiàn)錐套與襯套燒熔在一起的情況。因?yàn)橛湍ぽS承在線溫度監(jiān)控會(huì)設(shè)置75℃的報(bào)警溫度和90℃的停機(jī)溫度，在這種溫度情況下，錐套與襯套通常不會(huì)燒熔在一起。

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