王敏　周敏　耿衛國　張新慶

（安陽鋼鐵股份有限公司）

摘　要：針對安鋼1780mm熱連軋機精軋油膜軸承失效成因進行了分析，提出了相應的優化改進措施。通過采取優化和改進措施后，有效地延長了油膜軸承的使用壽命。

關鍵詞：油膜軸承；損壞；技術措施

安鋼1780mm熱連軋機組有七架精軋機，其支承輥的軸承為油膜軸承，共計28套，是極其關鍵的部件。2013年上半年，熱連軋機精軋機組數次出現停轉事故，不能生產，經分析是支承輥油膜軸承集中損壞，損壞的原因是多方面的，經過攻關改進，解決了問題，保證了生產。

1、設備概況

油膜軸承，也叫液體摩擦軸承，是滑動軸承的一種，在運轉中軸頸和軸襯之間被一層油膜完全隔離開來，使金屬脫離接觸，形成純液體摩擦。油膜軸承能在高達25MPa的壓力下處于液體摩擦狀態，摩擦系數僅為 0.001~0.008。具有摩擦系數小、承載能力大、工作速度高、剛性好、壽命長等優點，是一種高精密的軸承(如圖1所示)，廣泛用在現代的冷、熱帶鋼連軋機的支承輥上。使用油膜軸承的軋機能軋出高精度的軋件。

2、在問題及分析

2.1水封易產生漏點

1）熱連軋機組環境惡劣，工作中軋機支承輥處于大量的冷卻水中，處于支承輥兩端的油膜軸承的密封裝置性能要求較高。油膜軸承密封分為靜密封和回轉密封( 輥徑密封) 。輥徑密封由腳型密封、密封蓋、鋁環組件、水封等組成。水封的材質是丁晴橡膠(NBR) Φ1400mm，是密封裝置中的薄弱環節，是外露零件，在整個密封的Z外面，長期浸泡在軋機冷卻水中，水封如果密封失效，軋機冷卻水和氧化鐵皮將直接進入油膜軸承。

2）支承輥端面磨損造成溝槽。水封的密封唇口壓在支承輥端面上，二者之間相對轉動，時間長了支承輥端面會被磨出粗糙的溝槽，而粗糙的溝槽又會加劇水封的磨損?，F場統計表明，在支承輥壽命的中后期，即輥徑減小1/3時，支承輥端面上的磨損溝槽磨損嚴重，Z大能達到深3mm，寬10mm(如圖2所示) 。出現這種狀況時，即使更換新水封，水封唇口的壓縮量也會不足，密封性能失效。

2.2軸承污染

侵入軸承的雜質，大多數是在軸承裝配過程中帶到軸承中的，也有部分是隨潤滑油帶入軸承的。當大于油膜厚度( 約20μm) 的雜物進入軸承，輕則在襯套上劃出道道溝痕，重者損壞整套軸承。使用中，這些情況也是多見的。

2.3潤滑系統大量進水，軸承得不到有效潤滑

因水封失效及潤滑系統冷卻器故障，大量冷卻水及氧化鐵皮進入油膜軸承潤滑系統，潤滑油的粘度下降，油液乳化，侵蝕了軸承，在錐套的工作表面，襯套的內外表面產生氧化層，并出現嚴重的銹斑。錐套的工作表面粗糙度要求為0.01~0.05，如鏡面精度。一旦起銹，銹蝕面迅速擴展，表面光潔度指標徹底喪失，不能使用，襯套的銹蝕一旦傷及巴氏合金層，就無法繼續使用。

2.4負壓導致的回油不暢和透視蓋凹陷

軋輥高速旋轉會在軸承座內產生負壓，使油膜軸承內部氣壓低于外部氣壓，導致水封受吸，外部冷卻水進入、軸承座內回油不暢、軋輥端罩上的透視蓋凹陷等現象出現。

2.5弧形板質量問題造成油膜軸承邊緣磨損

邊緣磨損，一般發生在油膜軸承靠近輥身側的承載區邊緣，主要原因是軸承的自動調位性能差。軋機支撐輥軸承座底部安裝有弧形板，保證軸承可在軋輥軸線的豎直平面內轉動。工作一段時間后，弧面被壓成了窄平面，造成油膜軸承邊緣磨損。

3、改進措施

3.1增加水封防護系統

1） 防護水封的設計安裝。現場觀察發現，水封的損壞多發生在下支承輥上部約 60°部位，分析水封的結構和工作環境，設計增加了一套防護水封裝置，減少冷卻水和水封的接觸。通過鋼帶緊箍到密封蓋外壁，安裝在下支承輥軸承座上，防護水封安裝使用后，起到了分流防護作用，保護水封的作用非常明顯。防護水封制造成本低，鋼帶緊箍及半環狀防護水封均具有伸縮彈性，安裝精度要求不高，維護簡便，因此該防護水封在同類型機組中具有推廣應用價值。設計原理及安裝如圖3所示。

2）支承輥端面修復。磨損嚴重的支承輥端面須進行修復，對端面溝槽進行補焊，焊后修磨平整，達?表面光滑，保證水封密封唇口和軋輥端面的正確接觸和正常壓縮量。裝配時，在軋輥端面與水封接觸的部位均勻涂抹一薄層潤滑脂，改善水封摩擦條件。 

3.2嚴格執行清洗規程，加強管控

高標準的清潔維護是延長軸承使用壽命的有效手段。裝配過程中，嚴格控制清潔度，防止軸承污染。全程監管油膜軸承的拆解和裝配工作，嚴格執行油膜軸承的特定清洗規程。確保油膜軸承干凈清潔，裝配的每一個環節都達到技術要求。

3.3改進潤滑系統

1）油膜軸承潤滑油的?水量要求為≤2% ，潤滑油中的含水量若＞2% 時，不僅會破壞油膜形成，并且會使軸承產生銹蝕，因此必須排除排除油中水份。為此新增了一臺大功率凈油機，型號為GZL-300L /min，提高了系統的脫水凈化能力。同時對板式冷卻器進行檢修，防止冷卻水進入油中。

2）增大流量降低軸承溫度，對轉速Z高的油膜軸承進油口的節流孔板尺寸適當放大，提高其油膜軸承潤滑油流量分配，使其軸承溫升控制在理想溫度內。 

3.4增加透氣孔

為解決軸承座負壓，通過開孔使軸承座內外相通，共進行了兩次透氣孔改造，結構形式如圖4所示。首次的不足之處是原管接頭通氣路徑過短，特別是在下輥大量澆水的惡劣工況下，可能會從透氣孔濺水入軸承座內，為避免出現透氣孔進水的情況，將透氣孔改為“長象鼻”結構，杜絕從透氣孔進水。

3.5改進弧形板接觸精度

對上機備件打硬度、用樣板測量弧形面幾何精度，上機前清潔弧形板并均勻涂抹潤滑脂防銹，對下線軋輥的弧形板表面進行檢查，發現凹坑、裂紋等問題，或者弧形面線接觸變成平面接觸，必須及時更換。

4、改進效果

通過對熱連軋油膜軸承失效問題進行技術改進，油膜軸承磨損情況得到改善，實際運行情況表明效果良好，延長了油膜軸承的使用壽命。

1）新型防護水封安裝使用后，能把氧化鐵皮、冷卻水分流隔開，保護了水封，使水封的工況條件大為改善，有效解決了水封進水的問題，水封的更換周期延長一倍。支承輥端面磨損溝槽修復后，解決了水封壓縮唇口的異常磨損。

2）在裝配過程中杜絕了雜物帶入，清潔度控制達到要求，油膜軸承磨損大大降低，軸承的壽命延長數倍，同時投用大功率凈油機后，潤滑系統的含水量控制到了2%以下的正常指標，油膜軸承不再銹蝕。安裝透氣孔后，回油通暢，透視蓋不再損壞進水。弧形板接觸良好，能保證油膜軸承在軋輥軸線的豎直平面內轉動自如，提高了軋機設備精度。

5、結語

安鋼通過對1780mm熱連軋油膜軸承失效問題進行分析和技術改進，解決了油膜軸承易磨損的難題，有效地延長了油膜軸承的使用壽命。為設備的良性運行，穩定生產，發揮產能提供了保障。

（來源：河南冶金）