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　　摘　要：通過對四重式十一輥鋼板熱矯直機滾動軸承的失效分析，提出相應的對策，對延長矯直輥系的使用壽命，降低設備成本費用，提高經濟效益，具有重要意義。
　　關鍵詞：滾動軸承；疲勞剝落；交變負荷荷；油氣潤滑；腐蝕
　　1　前言
　　新余鋼鐵有限責任公司中板廠（簡稱新鋼中板廠）于1994年技改上了一套與四輥軋機相配套的四重式十一輥熱矯直機。支撐輥軸承采用調心滾子軸承（3E172828Y）。潤滑方式為油氣集中潤滑，氣動泵的供油量為2cm³/行程，氣動泵的Z大工作壓力為4MPa，壓縮空氣壓力為0.4MPa，耗氣量為140m³/h，油氣潤滑系統每小時總需油量150cm³，氣動泵工作時間為6s，停頓時間為23s（可調）。
　　隨著新鋼中板產量的逐年大幅度提高，品種和規格的不斷擴大，矯直機支撐輥軸承的工作環境差，溫度高，負荷大。支撐輥軸承的失效，必然導致Z終更換矯直輥系。
　　2　失效形式分析
　　2.1 疲勞剝落
　　疲勞剝落是滾動軸承的工作表面因滾動疲勞引起的鱗片狀的剝落。支撐輥滾動軸承工作時，滾動體與內圈（或外圈）所受的負荷都不是恒定的，而是隨著軸承的運轉周而復始地變化著。這種負荷為交變負荷；又由于滾動體與內圈（或外圈）的接觸面積很小，使得接觸應力很大，在較高的轉速下，在巨大交變接觸應力的多次反復作用下，金屬便會發生疲勞。開始，在應力集中的部位產生可見微小裂紋，由于潤滑油的作用和金屬腐蝕，使裂紋逐漸擴大，當擴大到一定程度時，表面金屬便會產生剝落，形成凹坑，類似麻點。長期的運轉，會使剝落的積累達到使軸承失效的程度。我們在拆軸承時，會經常出現內或外圈陰謀滾動體表面有麻點和一塊塊金屬剝落，這一是金屬疲勞剝落的現象。
　　滾動軸承的疲勞剝落如果在軸承長時間運轉之后發生，應視為自然損壞，若想延長其使用壽命，可以采用提高軸承的潔凈度和降低各種原因引起應力集中，改善工作條件等一系列措施。如果在軸承的使用中期或前期發生，應視為非自然剝落，則要進一步尋找原因，采取相應的措施。
　　2.2 非自然剝落
　　非自然剝落是由人為因素引起的發生在軸承使用中期或早期的剝落。產生非自然剝落的主要原因為安裝不當所造成。
　　2.2.1 安裝時，軸和外殼的擋肩對配合不垂直，或者由于軸彎曲，使內外圈相互歪斜，都會造成滾動表面接觸應力過大，導致剝落。
　　2.2.2 由于安裝歪斜以及敲擊時用力過大，使內或外圈滾道受傷。
　　2.2.3 軸承安裝過緊、過松，也會造成軸承的早期剝落。
　　解決軸承安裝不當的途徑主要有：根據矯直負荷的大小、方向及性質等，合理選擇軸承類型，配置及精度；根據支撐輥軸承在矯直機的使用情況，合理地選用軸承與軸的配合性質及公差等級；根據軸承類型、結構、尺寸和配合性質，選擇適當的裝配方法和工具；嚴格按照軸承裝配的規則進行裝配。
　　2.3 磨損
　　支撐輥軸承工作時，滾動體與輥道之間主要運動是滾動，很少滑動。因此，在正常情況下，軸承零件的磨損并不嚴重。但當雜質侵入或潤滑不良時，磨損一會急劇加速，導致Z終軸承失效。
　　2.3.1 雜質侵入
　　當混雜在潤滑油中的雜質微粒（砂子、臟物等），壓縮空氣過濾精度不夠或過濾失效后，油管生銹，清潔不凈，機加工鐵屑等異物以及軸承密封失效后水和氧化鐵渣（皮）侵入支撐輥軸承時，就會在輥道和滾動體上發生磨料磨損。在這種情況下，看不到金屬的剝落，只是在工作表面上看到不均勻的劃傷。由于磨料磨損，內或外圈與滾動體之間的游隙增大，輥道失去光澤，并出現不均勻的劃痕。
　　2.3.2 潤滑油不足或變質
　　在潤滑油不足或潤滑油變質時，軸承潤滑得不到保證，在這種情況下，會導致嚴重的后果。由于軸承工作中產生的熱量不能通過潤滑油帶走，軸承就會因過熱而喪失原來的機械性能，硬度大大降低，因此磨耗極為迅速，破壞了軸承的正常工作。
　　2.3.3 使用不當
　　應該指出，軸承的劇烈磨損主要是由于使用不當造成的。因此，在軸承使用中應保證軸承密封裝置安裝的可靠性，對軸承工作狀況及冷卻、潤滑狀況進行系統監測，保證軸承在良好的冷卻、潤滑狀態下工作。
　　2.4 破裂
　　支撐輥滾動軸承破裂有兩種情況，一種是疲勞引起的破裂，另一種是安裝不當引起的破裂。
　　2.4.1 疲勞所致
　　滾動軸承零件受極大的交變載荷。由于軸承的材料缺陷或其他原因，致使軸承某個部位發生應力集中，當應力大于強度極限時，該處就會發生微小裂紋。交變載荷的持續作用和潤滑油的油楔作用，致使裂紋不斷擴大，當裂紋擴大到一定程度時就會發生破裂。新鋼中板廠2003年8月份換上的一套輥系，由于支撐輥軸承是委托外單位采購、組裝的，沒有把住材料質量關，致使換上后使用不到一個月，就陸續出現軸承破裂，Z后不得不更換輥系。
　　2.4.2 人為造成
　　造成軸承破裂的更常見的原因是人為的原因。如拆裝時硬性敲擊以及硬質微粒雜質（如砂子、鐵屑、電焊渣子等）侵入軸承內部等，都可能引起內外圈及保持架等破裂。
　　解決軸承破裂的主要途徑：嚴把軸承質量關；嚴格按軸承裝配制度組裝。
　　2.5 腐蝕
　　在軸承零件表面形成暗黑色的斑點和潰爛便是腐蝕現象。造成腐蝕的主要原因有：濕氣或水分侵入軸承內部；使用性質不佳的潤滑油也能引起腐蝕；還有一種腐蝕叫接觸腐蝕，它主要發生在不旋轉的內外圈和滾動體的接觸表面上。解決的主要途徑：保證軸承密封的完好和及時排盡壓縮空氣中的水分，避免濕氣或水分進入軸承；嚴把潤滑油的質量關；安裝后支撐輥能在銷軸上靈活轉動，并和支撐輥貼緊和轉動。
　　2.6 膠合
　　支撐輥軸承由于使用維護和保養不當或密封潤滑不良等因素，引起軸承早期磨損、膠合。膠合的主要原因有：負荷過大；軸承的原始缺陷；軸承自身的不可靠性；冷卻不良；密封不良；潤滑不良。
　　解決的途徑有：嚴格工藝紀律，不該矯的板子堅決不能矯，避免超壓下量矯直；保證冷卻和潤滑處于良好狀態，減少軸承內部發熱；保證密封的可靠性；嚴把軸承材料質量關。
　　2.7 其他損傷
　　2.7.1 火花熔融
　　如電流通過軸承，在輥道和滾動體的接觸點上，電流通過很薄的油膜而引起火花，造成局部表面熔融，使輥道上出現坑疤。這些小坑由于磨損逐漸擴大，直至整個軸承破壞。
　　2.7.2 保持架損壞
　　保持架由于磨損、破碎及折斷等使得軸承不能使用。
　　2.7.3 殘碰吸附
　　由于殘碰造成金屬碎屑的吸附，而使軸承受到損傷等。解決的主任途徑有：避免電流通過軸承，以防產生電蝕；對有殘碰的軸承座進行退磁，防止金屬碎屑的吸附。
　　3　結束語
　　自改造以來，對矯直機支撐輥軸承出現的問題有針對性進行分析，查找原因，進而采取防范措施，使得原先矯直機輥系的設計使用壽命由20萬t/套，延長到現在的60萬t/套左右，節約了設備成本。