十一輥矯直機(jī)支承輥軸承損壞原因分析

祁峰巖

一、簡介

型號為3500十一輥熱矯直機(jī)是全液壓強(qiáng)力矯直機(jī)，是目前最新最先進(jìn)的產(chǎn)品，輥系采用油氣潤滑方式。安裝調(diào)試時，輥系僅使用一個月就出現(xiàn)支承輥軸承損壞事故。經(jīng)解體檢查，支承輥軸承骨架斷裂，輥體轉(zhuǎn)動卡阻，內(nèi)外圈圓周表面出現(xiàn)嚴(yán)重研傷，部分支承輥與工作輥接觸面劃傷。由于分解后支承輥軸承座孔也有油，廠家判斷可能是裝配不良或油氣管路回油不暢所致，但經(jīng)廠家修復(fù)后僅使用了幾日便又出現(xiàn)異響，分解后發(fā)現(xiàn)下支承輥軸承座中間一組單側(cè)軸承全部損壞，另一側(cè)完好，上支承輥軸承座中間一組單側(cè)軸承有一個軸承損壞，其余未發(fā)現(xiàn)異常。

二、軸承座油孔凹槽與端蓋接合面

（1）軸承損壞嚴(yán)重的下支承輥軸承座，四個進(jìn)油孔通過凹槽與端蓋接合面相通，軸承完好的支承輥軸承座，四個進(jìn)油孔凹槽與端蓋接合面不相通（圖1），進(jìn)油孔位置都在軸承座的中間位置。

（2）出現(xiàn)軸承損壞的上支承輥軸承座，五個進(jìn)油孔位置都在軸承座內(nèi)孔的外側(cè)離端部10mm，凹槽通過油孔連接到軸承座中部，另一端與端蓋接合面相通（圖2），其余軸承座與此一致。

（3）查閱查矯直機(jī)圖紙，下支承輥軸承座油槽沒有與端蓋接合面連通，上支承輥軸承座結(jié)構(gòu)，油槽位置與實(shí)物一致。

根據(jù)上述檢查認(rèn)為，出現(xiàn)故障的下支承輥軸承座實(shí)物，與圖紙要求的軸承座油道位置不符，上軸承座實(shí)物，與圖紙要求的油道位置相符。

三、原因分析

1.油氣潤滑機(jī)理

油氣潤滑又稱為氣液兩相流體冷卻潤滑技術(shù)，壓縮空氣是潤滑油的輸送載體。如圖3所示，在油氣管道中，潤滑油是以較大的顆粒粘附在管道內(nèi)壁四周，當(dāng)壓縮空氣高速向前流動時，油沿著管壁波浪形地朝氣流方向輸送，油滴逐漸被壓縮空氣吹散、變小和越來越扁平，互相之間的距離也越拉越長，經(jīng)過約0.5m長的管道后，原先間斷地粘附在管壁四周的油滴已連成一片，在管壁上形成了一層均勻的連續(xù)環(huán)狀油膜。在油氣管道中，油和氣的流動速度不同，油沿著管壁流動，流動速度約2～5cm/s，而氣是在管道中間流動，流動速度可達(dá)50～80m/s。由于油和氣的流動速度相差較大，所以油和氣不是融合在一起，即從油氣管道出來的油和氣是分離的，但從肉眼觀察仍是以連續(xù)精細(xì)油流噴射到潤滑點(diǎn)上。

2.分析

（1）下支承輥軸承座。軸承的潤滑應(yīng)是油氣從軸承座進(jìn)油孔通過凹槽和軸承外圈中間環(huán)槽油孔進(jìn)入，油氣分開兩側(cè)噴入滾珠滑道，油滴隨著軸承不斷旋轉(zhuǎn)而形成油膜，達(dá)到潤滑軸承的作用。然而，由于下支承輥軸承座四個進(jìn)油孔通過凹槽與端蓋面相通，大部分（甚至全部）油氣通過凹槽、端蓋面與軸承外側(cè)縫隙流走，進(jìn)入端蓋內(nèi)側(cè)與軸承形成的空腔中，無法進(jìn)入軸承滾珠滑道，也就起不到潤滑軸承的作用，檢查可見軸承座內(nèi)孔有油，其實(shí)軸承缺油，造成一列四盤軸承全部損壞，而另一列油氣供應(yīng)正常。

（2）上支承輥軸承座。五個進(jìn)油孔位置都在軸承座內(nèi)孔的外側(cè)離端部10mm，進(jìn)油孔通過凹槽連接到軸承座的中部，軸承座端蓋壓入軸承座為9.5mm，軸承寬度100mm，外側(cè)有4mm的倒角，因此進(jìn)油孔位置與軸承外圈無法形成密封，油氣進(jìn)入了端蓋內(nèi)側(cè)與軸承形成的空腔中，潤滑油無法正常到達(dá)軸承。由于運(yùn)行時間短，只有一盤軸承損壞，若運(yùn)行時間更長一些，其余軸承會全部損壞。

（3）支承輥軸承損壞是潤滑不良所致，潤滑不良的原因是下軸承座油槽加工失誤，上軸承座的油槽設(shè)計不合理。

四、故障處理

將所有支承輥軸承座分解，對下支承輥軸承座加工失誤的油槽端部進(jìn)行補(bǔ)焊、打磨、封堵，恢復(fù)圖紙設(shè)計結(jié)構(gòu)。上支承輥軸承座油槽重新打孔，油氣的出口改在油槽中部，油槽端部進(jìn)行補(bǔ)焊、打磨、封堵，使之建立合理的油氣潤滑油道。徹底清洗疏通裝配后問題得以解決，目前輥系已使用三個月，各軸承均運(yùn)行正常。

五、結(jié)語

油氣潤滑與其他潤滑技術(shù)相比有著無可比擬的優(yōu)越性，但對軸承座的設(shè)計要符合油氣潤滑的要求，假如上述結(jié)構(gòu)采用干油潤滑的方式，就不會出現(xiàn)問題。所以，隨著潤滑技術(shù)的發(fā)展，要對加工裝配的工人進(jìn)行相應(yīng)培訓(xùn)，使其對新的潤滑方式有一定的了解，避免犯類似錯誤。