冷軋軋輥潤(rùn)滑設(shè)備的維護(hù)與創(chuàng)新改進(jìn)

曹利波

（邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司邯寶冷軋廠，河北 邯鄲 056015）

1 冷軋軋輥潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)介

邯寶冷軋廠酸軋軋機(jī)機(jī)組軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)包括稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)和油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)。稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)主要用于支承輥軸承、工作輥止推軸承和中間輥止推軸承的潤(rùn)滑，油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)用于工作輥徑向軸承和中間輥徑向軸承的潤(rùn)滑。自投產(chǎn)以來(lái)，稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)始終存在嚴(yán)重的進(jìn)水和漏油問(wèn)題，因此導(dǎo)致了油品乳化和大量的油品泄漏。軸承在乳化油液的潤(rùn)滑下，其使用壽命顯著降低，平均每年會(huì)發(fā)生2起支承輥軸承燒損事故，3~4起中間輥或工作輥軸承燒損事故。支承輥軸承每套價(jià)格達(dá)50多萬(wàn)元，而中間輥和工作輥軸承的燒毀常會(huì)傷及軋輥軸頭，導(dǎo)致軋輥報(bào)廢，又因中間輥止推軸承集成于中間輥竄輥耦合裝置中，投產(chǎn)以來(lái)，發(fā)生過(guò)3次中間輥止推軸承燒毀導(dǎo)致中間輥竄輥機(jī)構(gòu)損壞的事故，而中間輥竄輥耦合機(jī)構(gòu)的進(jìn)口件價(jià)格超100萬(wàn)元，國(guó)產(chǎn)件價(jià)格也在40萬(wàn)元以上。隨著酸軋線產(chǎn)量的提升，機(jī)組逐步提速，并且生產(chǎn)高強(qiáng)鋼的比例日益加大，軋輥軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和所受載荷都有了明顯提升，這就導(dǎo)致軋輥工作條件變得惡劣，所受威脅變大，重載下漏油情況也開(kāi)始增多，油耗成本增加。因此，如何使用好軋輥軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)，改善油質(zhì)、降低油耗，避免因潤(rùn)滑問(wèn)題導(dǎo)致產(chǎn)線停車(chē)、備件損耗成為目前亟待解決的問(wèn)題。

2 支撐輥稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的漏油進(jìn)水分析及改進(jìn)

2.1 支承輥漏油進(jìn)水的因素分析

五機(jī)架六輥軋機(jī)中工作輥、中間輥、支承輥在板帶軋制時(shí)，其輥系之間的力作用在一個(gè)平面中。其中板帶軋制力的反作用力最終作用在上、下支承輥軸承上。如圖1為軋輥軋制時(shí)工作輥、中間輥、支承輥受力結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)軋制板帶時(shí)，帶鋼的反作用力將引起上支承輥向上凹起，軋輥輥徑下側(cè)與軸承座密封分離，從而引起上支承輥漏油嚴(yán)重。而下支承輥中由于帶鋼反作用力使得支承輥輥徑的上側(cè)與軸承座密封分離，從而導(dǎo)致下支承輥軸承座進(jìn)水問(wèn)題嚴(yán)重。

圖1 軋輥軋制受力結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 從密封結(jié)構(gòu)角度制定措施

2.2.1 定期更換支承輥軸承座密封

下頁(yè)圖2為支承輥輥頸密封結(jié)構(gòu)示意圖，由圖2中可以看出，支承輥由一道機(jī)械迷宮式水封、一道唇形水封和一道唇形的油封組成。其中油封唇口向左側(cè)軸承座方向，而水封唇口向右側(cè)即輥身方向。在軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)中輥頸與唇形密封的唇部進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣將導(dǎo)致水封和油封的唇口處出現(xiàn)磨損，從而導(dǎo)致漏油與進(jìn)水的發(fā)生。

圖2 支承輥密封結(jié)構(gòu)示意圖（mm）

為了找出唇形密封磨損量與軸承座漏油進(jìn)水的關(guān)系，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期對(duì)軸承座密封的跟蹤測(cè)量總結(jié)，得出密封磨損量與軸承座漏油進(jìn)水的關(guān)系如下頁(yè)表1所示。

表1 軋輥密封磨損量與漏油進(jìn)水對(duì)照表

根據(jù)對(duì)唇形密封唇口磨損量連續(xù)6個(gè)月使用狀態(tài)的測(cè)量，分析其月均漏油量與進(jìn)水量關(guān)系，初步得到密封磨損量與漏油進(jìn)水的函數(shù)關(guān)系為正比例關(guān)系。當(dāng)唇口磨損量超過(guò)2.5 mm時(shí)，發(fā)現(xiàn)軸承座漏油和進(jìn)水量明顯增大，這時(shí)軸承座密封的作用已經(jīng)嚴(yán)重失效。因此在日常使用時(shí)，在考慮密封更換周期和成本的情況下還應(yīng)該根據(jù)該表制定合理的支承輥軸承座密封更換周期，周期宜為4個(gè)月左右。

2.2.2 修復(fù)磨損溝槽

支承輥使用一段時(shí)間后，會(huì)在與軋輥密封長(zhǎng)期接觸摩擦的輥頸位置出現(xiàn)磨損溝槽，如圖3所示。這樣即使更換新軋輥密封后，由于溝槽的存在仍不能對(duì)軋輥軸承進(jìn)行很好的密封，因此需要對(duì)磨損的溝槽進(jìn)行修復(fù)。

圖3 輥頸處的磨損溝槽

邯寶冷軋廠在支承輥輥徑磨損量增大后，找專(zhuān)業(yè)的軋輥修復(fù)廠家制作了一個(gè)很薄的套環(huán)（如圖4所示），通過(guò)熱裝法將該套環(huán)安裝至磨損的溝槽處，保證了套環(huán)能與軸承座密封緊密接觸，從而達(dá)到減少漏油進(jìn)水的目的。

圖4 耐磨環(huán)修復(fù)示意圖

2.2.3 軸承座雙回油改造

由于每個(gè)支承輥軸承座的進(jìn)油量均為30 L/min，進(jìn)油量大，軸承座內(nèi)的回油一旦不及時(shí)，將導(dǎo)致軸承座內(nèi)的潤(rùn)滑油液位過(guò)高，軸承座的漏油增加，同時(shí)軸承座的發(fā)熱量過(guò)高還會(huì)導(dǎo)致軸承座油溫高溫報(bào)警，進(jìn)而引起現(xiàn)場(chǎng)停車(chē)事故的發(fā)生。因此需對(duì)支承輥軸承座進(jìn)行雙回油改造。圖5為支承輥軸承座雙回油改造的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5 支承輥雙回油改造結(jié)構(gòu)圖（mm）

原設(shè)計(jì)中只在軋輥的入口側(cè)安裝有一根進(jìn)油管和一根回油管，經(jīng)過(guò)雙回油改造后，在軸承座的出口側(cè)又增加了一根回油管，這就增大了單位時(shí)間內(nèi)軋輥的回油量，以及軋輥軋制時(shí)軸承座內(nèi)的熱量散發(fā)，從而達(dá)到減少軸承座漏油，提高軋機(jī)軋制速度的目的。

2.3 從支承輥軸承腔真空負(fù)壓導(dǎo)致進(jìn)水角度制定措施

支承輥在運(yùn)行過(guò)程中，由于回油作用可使軸承座內(nèi)部形成負(fù)壓狀態(tài)，因此在軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將會(huì)導(dǎo)致乳化液被吸入軸承座內(nèi)的現(xiàn)象發(fā)生。為避免在支承輥軸承座內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，在支承輥上開(kāi)有通氣孔（如圖6）。通過(guò)在支承輥上增加透氣孔，保證了軋輥在運(yùn)行時(shí)軸承座內(nèi)的氣壓為正壓，有利于軸承座內(nèi)的潤(rùn)滑油及時(shí)回油，避免了軸承座的漏油和發(fā)熱現(xiàn)象。

圖6 支承輥通氣結(jié)構(gòu)圖

3 工作輥止推軸承座漏油分析與改進(jìn)

由于在工作輥止推軸承座的設(shè)計(jì)中存在缺陷，使得在使用時(shí)潤(rùn)滑油會(huì)沿著工作輥輥頸與軸承端蓋的接縫處漏油，經(jīng)過(guò)查找圖紙發(fā)現(xiàn)，是由于圖7中所標(biāo)示的位置缺少密封而導(dǎo)致的。通過(guò)在軸承端蓋的內(nèi)圈上增加了一道密封圈，使得軋輥進(jìn)入軸承座后能在軸承座與輥頸接觸的面上形成一圈有效的密封，從而避免了工作輥輥頸漏油的發(fā)生。

圖7 工作輥止推軸承座輥徑漏油位置示意圖（mm）

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)軋輥稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)攻關(guān)改進(jìn)后，確保了冷軋生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高了生產(chǎn)作業(yè)率，取得了顯著的成效。在油質(zhì)改善方面，潤(rùn)滑油的含水量控制在1%以下，改善了軸承的潤(rùn)滑條件，減少了軸承燒損等惡性事故的發(fā)生，軸承的使用壽命延長(zhǎng)了20%以上；油耗方面，在攻關(guān)前潤(rùn)滑油每月消耗90桶，攻關(guān)后降為40桶，每月節(jié)約油品費(fèi)用達(dá)20萬(wàn)元以上。