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啤嶺機電設備（上海）有限公司
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淺談軋機油膜軸承幾種常見的失效形式

2013-09-05

李連勝　賈志平　馬振起
（邯鋼集團，河北邯鄲　056015）
　　摘　要：本文主要介紹了軋機油膜軸承在使用過程中出現的常見的幾種失效形式，并從油膜軸承的存放、安裝、維護和使用方面探討了失效的原因及預防措施。
　　關鍵詞：油膜軸承；失效
　　1　油膜軸承簡介
　　油膜軸承屬于一種非常理想的滑動軸承，它利用軸頸或錐套本身回轉時油被卷吸到收斂的揳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，此時軸頸或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下工作。按照摩擦原理可分為動壓油膜軸承、靜壓油膜軸承和靜－動壓油膜軸承。
　　現代化的四輥熱板、帶鋼軋機支撐輥普遍使用動壓油膜軸承，即軋機油膜軸承。軋機油膜軸承主要有承載能力大，抗沖擊能力強，摩擦系數小，速度范圍廣，尤其適合高速重載工況，使用壽命長結構緊湊，抗污染能力相對較強的特點。
　　2　油膜軸承的失效分析
　　油膜軸承失效是指軸承內純液體摩擦狀態被破壞，軸承的兩工作表面部分或全部發生直接接觸，進而導致軸承失去正常的工作狀態。軋機油膜軸承常見的損傷失效形式有錐、襯套表面的劃傷、銹蝕，襯套內表面片狀剝落、巴氏合金塑形流動、燒熔、邊部磨損、工作面大面積磨損等，此外還有因潤滑不良、安裝不到位和密封不嚴等引起的損傷失效等。
　　2.1 劃傷
　　在安裝和使用過程中，錐套和襯套的工作面出現軸向和環形溝痕，進一步擴展而失效。這是由于兩工作面混入堅硬的顆粒雜質造成。顆粒雜質的來源主要是在軸承組裝時由于清洗后的清潔度達不到要求帶入軸承內部的，或是由于油膜軸承因進水帶入氧化鐵等雜質、潤滑系統過濾失效等原因造成。
　　2.2 銹蝕
　　錐套和襯套的工作表面生成氧化成并出現嚴重的銹斑。通常是因為軸承因存放不當而銹蝕，或是因為潤滑系統在長時間循環使用后，由于大量進水使潤滑油酸值升高，脫水度下降，從而與工作面發生化學反應造成。
　　2.3 套內表面片狀剝落、巴氏合金塑形流動、工作面大面積磨損
　　主要是由于軋制異常、超載，錐襯套之間的間隙超出設計許可范圍，難以形成壓力油膜，潤滑油粘度因進水等原因發生變化，襯套減摩擦材料的耐磨性差，巴氏合金在鑄造時本身存在內部缺陷，操作不當等原因造成。如邯鋼中板廠2800mm軋機2005年年初更換完支撐輥后沒有按操作規程的要求進行空載試車而直接軋鋼，導致襯套內表面的巴氏合金大面積剝落。可逆軋機在軋制過程中的低速咬鋼、帶鋼壓下會使油膜軸承因沒有形成壓力油膜或油膜厚度不夠造成錐襯套之間處于非液體的摩擦狀態，導致軸承嚴重磨損。下支撐輥底部弧形板磨損后軸承座的自位性不好，錐襯套處于傾斜狀態，難以形成壓力油膜導致軸承磨損，巴氏合金剝落。
　　2.4 燒熔
　　在軋機運行過程中，由于超載、斷油、潤滑油粘度變小、乳化嚴重、含水量過高等原因，使錐套、襯套之間處于非液體的邊界摩擦狀態，軸承發熱不易導出，導致襯套巴氏合金熔化。
　　2.5 錐套、襯套的邊部磨損
　　錐套、襯套的邊部磨損主要是由于軸承的軸向定位不能保證，軸向竄動量過大，導致錐套與襯套的肩臺相互摩擦磨損，進而擴展造成軸承失效。對于雙止推軋機油膜軸承安裝時在保證所進裝置的鎖緊量。對于單止推軋機油膜軸承安裝時在保證止推側的鎖緊量的同時，還要必須保證拉桿的長度尺寸，還要注意拉桿與軸承座連接部位各零部件磨損量，部件磨損后必須立即更換，保證軸承座在軋輥上的正確位置。下軸承座底部弧形板磨損量過大也會導致軸承邊部磨損。
　　軸承的軸向定位不能保證，軸向竄動量過大，還會加劇油封的破損，進而出現漏油進水現象，油品污染后又會出現其它的效形式。
　　2.6 油膜軸承DF密封失效
　　由于油膜軸承DF密封失效，出現漏油、進水現象，導致油品污染，造成錐、襯套劃傷、銹蝕，巴氏合金剝落、燒熔等失效形式出現。DF密封一旦失效，必然會迫使軋機停機換輥。引發油膜軸承DF密封失效的原因有軸承座軸向竄動過大，DF油封擠壓變形，甚至斷裂；軸承座安裝過程中速度過快導致油封唇口翻邊或擠傷；材質、硬度不符合要求，鋼帶損壞等原因都會導致DF密封失效。
　　3　軋機油膜軸承失效的預防措施
　　根據上述分析，我們應從軸承的存放、安裝、使用、維護等各方面入手，預防軋機油膜軸承的失效。
　　3.1 軸承的存放
　　錐套、襯套在存放前采取防銹措施，存放期半年至一年進行一次防銹檢查，如防銹涂料過期、失效或變質，應及時清洗并按規定程序重涂防銹油（脂），防止錐襯套在使用前的銹蝕。油封、水封等易變形的零件擺放時不能擠壓，Z好存在專門的架子上不能扭曲或隨意堆放，更不能接近熱源和油污，防止油封、水封因存放不當而失效，造成系統進水、漏油，導致軸承失效。油封、水封的存放時間不宜太長，一般從生產日期算不能超過兩年，以防老化失效。
　　3.2 油膜軸承的安裝
　　安裝前首先要測量錐、襯套，按軸承間隙要求配對，以免因間隙不符設計要求造成軸承失效。按油膜軸承的清洗規程將全部組件清洗干凈，防止按裝時將硬顆粒雜質帶入軸承內部導致軸承失效。安裝過程中嚴格按油膜軸承的安裝規程進行安裝，與此同時還要檢查拉桿，下軸承座底部弧形板等相關零部件的磨損程度，視情況更換。軸承座的安裝過程要平穩，速度不宜過快，以防擠傷油封。
　　3.3 油膜軸承的維護和使用
　　軋機油膜軸承在運轉前必需保證整個潤滑系統油路暢通，系統設有油溫、油壓、流量等故障信號，并以主機連鎖防止因缺油造成軸承失效。軋機在長時間停車或使用新裝配的油膜軸承時按停機時間的不同和新軸承的使用要求空轉足夠的時間，在軋制過程中嚴禁零速咬鋼、帶鋼壓下，保證建立良好的壓力油膜。嚴禁軋黑鋼和低轉速大壓下等的違章作業，防止軸承超載失效。日常維護時要經常了解潤滑系統的情況，尤其是供油溫度、壓力和供油流量，要定期檢查油品中的水分、顆粒物、酸值等指標，經常檢查油封、水封情況及有關接頭，防止因斷油、油品污染導致軸承失效。