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钢铁企业滚动轴承使用寿命探讨

2019-08-10 14:27:02
一  滚动轴承的寿命概念

滚动轴承寿命是指在实际的服务条件下  ( 包括工作条件、 环境条件、 维护保养条件等 ) ,能持续保持满足主机要求的工作性能和工作精度的最长服务期限。

根据最新滚动轴承疲劳寿命理论,一套设计优秀、 材质卓越、 制造精良且安装正确的轴承,只要其承受的负荷足够小(不大于该轴承相应的某个持久 性极限负荷值 ) ,则该轴承材料将永远不会产生疲劳损坏。 因此,只要轴承的工作环境温度适宜而且变化 幅度不大,绝对无固体尘埃、 有害气体和水分侵入轴承,轴承润滑充分而又恰到好处,润滑剂绝对纯正而无杂质,并且不会老化变质等,则这个轴承将会无限期地运转下去。 但上述轴承的无限期运转理论仅在理想条件下才可能“实现” ,而现场使用的轴承,工作负荷往往具有不稳定性,工作环境也难免会存在污染问题,再加上安装误差等因素,致使现场使用的轴承不能具备理想条件。

二  钢铁企业滚动轴承使用寿命现状

钢铁企业用滚动轴承非常普遍,钢铁行业大型设备的关键核心部位仍多采用如 FAG 、 NSK 、 SKF  等世界十大著名轴承制造商产品。 钢铁行业铁前系统设备用滚动轴承多为低速重载,环境恶劣。 钢后系统设备用滚动轴承多为高速重载或高速轻载,要求轴 承工作环境好,轴承使用数量大。 钢铁企业用滚动轴承的使用现状可大致分为以下几种情况:

1  大型轧辊轴承

轧辊是钢铁企业成品出厂前形成产品前的重要生产工具,轧钢时的力量均由轧辊轴承承担。 该轴承多为特殊设计,运行时多为高速重载,冲击负荷很大。 润滑形式多为油脂润滑,特殊的也有使用稀油润滑或油气润滑的。 使用时多为每个机架多套轧辊轮换使用。 使用寿命多在  3~5  年,甚至更长,如国内某炉卷轧机轧辊轴承,使用  NSK  产品,承受  7 000 t  轧制力,高温锂基脂润滑。5  套轧辊周转运行,已使用  4 年,无一损坏,经检测轴承间隙仍处于设计范围之内。 实践证明,对于高速重载滚动轴承,润滑充分,装 配无误是能够保证其长期正常运转的。

2  大型减速机等成品件用滚动轴承

钢铁企业大型、 重型减速机或齿轮箱设备是基础设备,是一种能长期运行、 事故率几乎为零的重要设备,这种设备多采用非标减速机设计,轴承采用大型滚动轴承,润滑一般为稀油润滑,速度较低的也用油脂润滑;一般设计要求轴承和齿轮寿命接近,大型 减速机要求使用寿命均在 10 年以上,有的更长。 某高速线材厂粗轧机主减速机由于稀油润滑油路不通,导致轴承缺油损坏。 某大型转炉设备倾动减速机、 某薄板厂主减速机均由于齿轮材质不合格而损坏,这些损坏均造成较长时间停产和重大经济损失。 所以该类滚动轴承只要润滑到位,一般不会发生大的损坏,由于齿轮传动的运转特性,减速机用滚动轴 承的间隙变化基本不影响使用。

3  普通转动件用滚动轴承

这种轴承钢铁企业使用量最大,多为通用规格型产品,多用于运输辊道、 各型通用普通减速机、 天车车轮装配、 机加工设备等。 这种轴承多采用干油润滑或油池润滑,运转速度和负荷一般。

4  高速转动件用滚动轴承

这类滚动轴承多用于轧机导卫、 热轧成品辊道等部位。 如高速线材导卫轴承,规格小转速高,甚至 高达万转以上,采用油气润滑,使用量大。

5  低速回转滚动轴承

这类轴承在铁前系统和炼钢设备中多见,转速低承重大,干油润滑,一般使用寿命长,如连铸机回转轴承等。

三  影响钢铁企业滚动轴承使用寿命的主要因素

1)轴承磨损严重。

分析滚动轴承因过度磨损而报废的原因可知,通常是因为磨损使得轴承的工作游隙过大,导致主机的轴系统丧失必要的运转精度, 引起噪声和振动,或给主机带来附加的冲击负荷,而 轴承本身的内部应力也随之增高,以致轴承不能承担其预定的工作而失效 。实 际使用中轴承磨损失效常是轴承报废的最主要原因,特别是对于在污染严重的环境中(炼铁厂、 炼钢厂、 烧结厂、 焦化厂等), 工作的轴承、 高速运转的轴承、 承受冲击负荷的轴承,以及高刚度主轴轴承等,大都因磨损而失效。

2 )轴承滑动制约。

各种滚动轴承本身就存在着不同程度的滑动因素,安装不对中、 配合过松或过紧、 游隙选择不当等,都会使轴承中的滑动因素成为显因。

3 )轴承清洁度不高。

轴承制造厂对轴承产品清洁度保证,工人师傅在清洗、 安装和施加润滑等过程中对轴承清洁度的保证,以及润滑剂供应者对润滑剂本身清洁度的保证等任一环节如有疏忽,都可能使轴承遭受污染。

4 )滚动轴承装配不当。

滚动轴承装配不当是造成润滑膜层不均匀的关键因素,也是造成不均匀磨损的最直接原因。 并且近代的发展几乎将滚动轴承的寿命、 动态性能和传动效率等各种参数也都与润滑联系起来,研究如何提高滚动轴承的润滑效能是提高其使用寿命的最直接方法。

四  提高滚动轴承使用寿命的措施

1  安装前

为保证安装质量,一是确保滚动轴承绝对清洁, 即安装前应将其保存在原来的包装中,放置在清洁、 无湿气、 相对恒温的环境中,使其远离灰尘、 水和腐蚀性化学物质。 因为轴承环的转动面非常光滑,对污染物造成的损坏非常敏感,颗粒杂质会受到滚动元件的过度碾压而在轴承中产生局部压力,最终会导致永久性材料疲劳。 二是搬运时避免摇动和振动,防止破坏轴承的机械性能。 三是轴承应水平保存,特别是有些较重的轴承长时间竖直放置后,会由于自身的质量而变形。 四是对于涂有油脂的(或密封的)轴承需特别小心,搁置时间应按先进先出的原则来控制。 因为油脂经过长时间存储后密度会改变,且当轴承第一次使用时,会有一定程度的转动噪音。

2  安装与拆卸时

根据有关图纸、 维护手册、 产品说明书,结合工作环境,使用合适的工具谨慎地安装和拆卸,并注意以下事项:

1 )不要在滚动元件上施加安装力,这很容易导致滚动元件和座圈接触面的局部超载,从而导致轴承的过早失效;

2 )确保场地清洁,特别是在夏季,避免强力风扇正对维修现场;

3 )使用合适的工具,禁止使用任何硬的工具(如锤子,起子等,实际工作中太多使用这两种硬工具安装和拆卸)直接敲在轴承表面,这会导致轴承环的断裂或破碎;

4 )校核传动轴的轴承位和轴承座孔直径尺寸, 轴承及轴的同轴度情况,特别是大型设备,局部微小误差也会造成轴承及轴的强烈磨损;

5 )一般滚动轴承不会从设备上拆下来,只有较大的轴承才会因预防性维护而需要拆卸,拆卸过程中,必须使用正确的工具,确保相邻的部件没有损坏;

6 )试车前一定要检查轴承安装的紧固度、 同轴 度和定位情况,并确保旋转的灵活性。

3  使用及维护

1)定期对轴承进行再润滑。 正确适当的再润滑非常关键,润滑剂可以隔离轴承表面,从而减小摩擦,保护金属部件以及防止污染和杂质。 但是在使用过程中,由于温度、 振动、 密封等因素的影响,润滑剂会不同程度地流失与失效。 为此,必须注意,一要选择合适的润滑剂,目前润滑剂种类非常繁多,可供不同的运行条件选用,选择时一般要使用轴承厂家推荐的润滑剂,否则会严重降低其使用寿命;二是要定期对轴承进行再润滑,因为滚动部件的过度滚动,轴承润滑剂经受着长久的机械压力,尤其是长时间在 高温、 潮湿或受到污染的环境中,润滑剂的化学性质会有所改变,这些都会导致润滑质量下降,因此定期对轴承进行再润滑是非常必要的。 据研究,滚动轴承使用寿命降低  30% 是由于润滑不良造成的 。

2)轴承更换。 只能使用与原来的尺寸、 种类和精度相同的新轴承进行替换。 一般国内生产的滚动轴承都能购买对应的型号,失效后能够及时正确地更换。 而对于进口设备或国外轴承则必须慎重对待,当进口机器中的原装轴承品种较特殊,而且无备用件 时,尤其需要及早考虑代用问题,切勿在轴承使用至破碎,甚至型号都无法辨认时才向滚动轴承专业部 门咨询,这样会造成很大的困难。



































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