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 錐套材質采用50CrMnMoH大型軋輥鍛件用鋼，這種材質強度高、耐磨性好，但是在鍛造和熱處理過程中容易出現(xiàn)裂紋。所以在錐套調質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時，若預熱溫度、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，這時在錐套內孔限制油槽處產(chǎn)生應力集中，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，應定期對軋機壓下中心距進行檢測和調整，以免造成軋機事故。

       （2）錐套內孔錐度與軋輥輥頸錐度不匹配造成錐套裂紋 錐套內錐孔與軋輥輥頸外錐面在理論情況下是應該保證完全貼合的，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，在設計時一般會有±0.03mm的公差要求。在這個公差范圍內，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—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，有時甚至會達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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