軋機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軸承。它利用軸頸（錐套）本身回轉(zhuǎn)時油被卷吸到收斂的楔形間隙或以一定的壓力油輸入滑動表面，形成壓力以平衡外載荷，此時軸頸（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。

       適合于軋機使用的河北油膜軸承稱為軋機油膜軸承，主要裝于各種板材軋機、帶材軋機及線材軋機支撐輥或工作輥上。軋機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。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。 錐套裂紋是錐套嚴重的一種失效形式，出現(xiàn)裂紋必須立刻停止使用，做報廢處理。若繼續(xù)使用可造成錐套斷裂，輕者出現(xiàn)軋機廢鋼，嚴重可造成軋輥損傷甚至報廢。

       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，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)磕碰后進行焊接修復(fù)時，若預(yù)熱溫度、焊接溫度和保溫處理不當，極易出現(xiàn)焊接裂紋。

       2.使用過程中產(chǎn)生裂紋

       （1）軋機偏載造成裂紋 錐套在正常工作過程時，將軋機軋制壓力均勻地傳遞到軋輥錐面上，這時錐套受的是正壓力。如軋機軋制生產(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，這時在錐套內(nèi)孔限制油槽處產(chǎn)生應(yīng)力集中，進而造成錐套裂紋，甚至斷裂。 在日常軋機軋制生產(chǎn)過程中，應(yīng)定期對軋機壓下中心距進行檢測和調(diào)整，以免造成軋機事故。

       （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加工到理論尺寸，在設(shè)計時一般會有±0.03mm的公差要求。在這個公差范圍內(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范圍，超差較小時，在軋制壓力作用下錐套會有較小的變形，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，后期會產(chǎn)生疲勞裂紋，進而造成軸承失效。如錐度加工超差較大時，錐套在軋制力作用下會有大的變形，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，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械式鎖緊、液壓式鎖緊和移動液壓鎖緊，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前后錯位，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，因為鎖緊螺釘脫落或斷裂，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、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，錐套溫度會急劇升高，有時甚至?xí)_到三四百度以上的溫度，并且油膜軸承燒損后可能在短時間內(nèi)還處在受載狀態(tài)。此時錐套是極易產(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或磁粉無損檢測可以檢查出來。 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，將錐套與襯套分離后，大部分的錐套在無損檢測時都會發(fā)現(xiàn)有裂紋產(chǎn)生。 通過多年對油膜軸承使用進行跟蹤發(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，很少會出現(xiàn)錐套與襯套燒熔在一起的情況。因為油膜軸承在線溫度監(jiān)控會設(shè)置75℃的報警溫度和90℃的停機溫度，在這種溫度情況下，錐套與襯套通常不會燒熔在一起。

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