基于热轧轧机辊轴承密封及润滑适应性改造

孟宪伟

摘要：轧机轴承用于冶金轧机机架的轧辊颈、滚筒上所用的轴承，采用圆柱滚子轴承承受径向载荷，深沟球轴承或角接触球轴承、或径向设计或止推设计的圆锥滚子轴承承受轴向载荷。轴承损坏往往是由于密封效果不良，装配及工况条件差造成的，通过现场实践及统计分析，改进轴承的密封性是提高轴承设备寿命的保障。

关键词：轴承；润滑；密封；机架辊

前言

当前冶金生产中的热轧领域，轧辊轴承是轧机的主要受力零件之一，它分为径向轴承和轴向止推轴承。轧辊工况条件往往处在高温、氧化铁皮较多、冷却水、油污、冲击重载条件下作业，加上设计中对设备缺乏了解，对轧机轴承的安装和维护不到位，轴承磨损极为严重，因装配质量问题常造成轧机轴承烧损，轴承的稳定运行是保证轧线设备作业率、提高轧机效率的重要保障。为延长轧机轴承寿命，应采用正确的使用方法，合理装配，确保轴承的润滑和密封到位，加强轴承的润滑和密封是延长轴承使用寿命的关键因素。

1.轧辊轴承存在问题

轧机轴承使用寿命和轴承座是息息相关的，轴承座一旦设计不合理，将给轴承受力不均，在轧制过程中，机架辊受到钢板严重的冲击载荷，容易导致机架辊轴承损坏，降低轴承使用寿命，轴承座应具有调心性，避免因轧辊烧损挠曲变形而使轴承受到偏载。轧机机架辊齿轮箱由于设计原因，未考虑到设备之间连接的尺寸、几何形状、精度等级、公差范围与设计是否相符，密封效果较差，大量的氧化铁皮、冷却水、水蒸气等的侵蚀，机架辊的工况极其恶劣。与轴承配合的接触面的光洁度、硬度是否在规定范围之内，所有间隙、过盈配合量是否符合设计要求等等。一旦设计不合理，机架辊经常出现漏油、进水的现象。机架辊持续漏油、进水严重影响了机架辊齿轮箱内齿轮和轴承的润滑效果，大大缩短了机架辊的使用寿命，平均每套机架辊的使用寿命不到30万吨，同时大量的润滑油的泄露造成了巨大的经济损失。机架辊轴承的使用寿命已经成为制约冶金热轧生产线产量和质量提升的瓶颈。

2.改造及预防措施

2.1.改造原理

从流体动力密封原理来说，动态下的油封与轴的狭小接触带上，有一层液膜具有流体的动压特性，降低了轴与密封件的摩擦力，由于摩擦力的存在使密封间的接触面上受到沿圆周方向的切向力作用，并产生切向变形，从而改善了动态下的润滑。密封表面许多微观隆起与凹陷，在动态下相当于微小的滑动轴承板，动态下将粘性液体带入楔形间隙，形成流体动力液膜，从而起到润滑和密封作用。提高密封效果和寿命的本质是降低密封唇口磨损，将接触面保持边界摩擦和流体润滑两种状态，避免干摩擦状态。

2.2.提高与密封配合的密封环表面精度

机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。轴承是靠密封环与密封紧密配合下，密封环的尺寸及表面质量在密封系统中起很大作用。密封环是动环和静环的总称（下同），是构成机械密封最主要的元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命

密封环尺寸比如圆度超差密封效果将会大打折扣，表面粗糙度太大会造成密封磨损较快，对轴承危害还较大。对密封环进行改造，将密封配合出粗糙度由3.2改为1.6，加大端面倒角，由原来的5mm改为10mm，降低由于装配而造成的密封损坏。密封环应具备有足够的强度和刚度，在工作条件下（如压力、温度和滑动速度等）不损坏，变形应尽量的小，工作条件波动时仍能保持密封性。尤其是密封端面要有足够的强度以及一定的耐腐蚀能力，密封环材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数，有良好的耐热冲击能力，承受热冲击时不至于开裂。密封环要有良好的自润滑性，密封环材料与密封流体还要有很好的浸润性，工作中如发生短时间的干摩擦，不损伤密封端面，保证轴承的使用寿命。

2.3.科学合理安装轴承密封件

如何合理安装轴承机械密封件直接决定了密封件的使用年限，安装过程中应考虑机械密封型式、轴承的型号及种类不同而有所不同，应根据轴承的产品使用说明书或样本，保证机械密封的安装尺寸。 装入前，轴（轴套）、压盖应无毛刺，轴承状况良好；密封件、轴、密封腔、压盖都应该清洗干净。为减少摩擦阻力，轴上安装机械密封的部位要薄薄地涂上一层油，以进行润滑，考虑到橡胶O形圈的相溶性，若不宜用油，可涂肥皂水。浮装式静环不带防转销的结构，不宜涂油，应干式装入压盖。 轴承密封件可考虑选用普通的氟橡胶骨架密封，先将静环与压盖一起装在轴上，注意不要与轴相碰，然后将动环组件装入。弹簧座或传动座的紧定螺钉应分几次均匀拧紧。 注意旋向，联轴器是否对中，轴承部位的润滑油加法是否适当，配管是否正确。 按照轴承使用环境要求，应定期对轴承进行听、观察和测量。

3.结语

随着新技术、新材料的不断发展，轴承密封技术的不断发展和应用，使得密封效果得到很大提高，轴承使用和维护也得到改善，降低了劳动成本，提高了设备使用寿命，创造了可观的经济效益。

参考文献：

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