發布時間：2022年5月5日                             軋機軸承

影響軋機軸承失效的因素分析
    軋機軸承屬于精密件，其承載大，工作環境差。常見的軋機軸承失效形式有：工作面疲勞剝落、磨損、腐蝕等，其失效原因錯綜復雜，經常以一種或多種形式交叉表現，有很多因素難以用定量的表示方法來顯示與軸承失效存在的直接聯系。由影響軋機軸承使用壽命的因素分析魚骨圖（圖1）可知，主要分為內在因素和外在因素兩個方面，內在因素包括軸承的材料、結構設計、加工制造等，外在因素包括軸承的轉速情況、受載情況、潤滑、冷卻等。

    圖1 影響軋機軸承使用壽命的因素分析魚骨圖
    1）原材料
    材料冶金質量從根本上影響軋機軸承的使用壽命，需要嚴格控制材料缺陷如氣孔、疏松、碳化物積聚、夾雜物等，特別是存在夾雜物時，裂紋首先在夾雜物與基體交界處形成并擴展，導致早期疲勞剝落（圖2、圖3）。

    材料的潔凈度差，會破壞金屬基體的連續性，降低材料的塑性、韌性以及疲勞性能，在交變應力作用下，夾雜物附近發生應力集中，造成點蝕，點蝕擴展后將形成疲勞剝落，疲勞剝落的后

期階段損壞就是疲勞碎裂。
    2）熱處理
    軸承鋼熱處理至關重要，合理的熱處理工藝是保證實現材料性能的關鍵。熱處理金相組織不合格,組織不致密不均勻，脫碳層過深，殘留奧氏體量過多,應力過大等，造成材料的強度不合格。硬度偏低容易造成磨損或壓痕，硬度偏高容易造成碎裂。

    3）載荷條件
    軋機軸承承載大，如軋輥的徑向軸承都選用多列軸承，多列軸承的設計思路是依靠多列滾動體來均勻的承載進而增強軸承的承載能力，但是，在軋機使用的實際過程中，多列滾動體的承載不可能完全均勻甚至會出現較大偏差，造成偏差的主要因素包括來自軸承本身設計、制造的偏差，軸承座安裝精度以及軋機部件的磨損等，同時，軸承承載分布還要受到軋制軸向力、傾覆力矩的影響。這就造成在軸承總體承受的當量載荷不變條件下，每列滾動體所承受的載荷出現變形，最終導致偏載，偏載一旦形成就會隨著繼續使用而不斷加劇，直到某一列滾動體所承受的載荷超過該滾動體極限承載能力，從而導致局部過載。除了會導致各列滾子載荷分配不平衡之外，還會導致單列滾子傾斜，造成應力向局部集中，導致滾動體滑動現象發生，滾動條件一旦改變，滾動體和內外圈之間發生接觸打滑,會導致軸承發熱進而失效。

    4）加工
    倒角、油槽、砂輪越程槽有尖角或者位置不對，此種情況會形成應力集中區；零件加工精度差，幾何精度、形位公差及表面粗糙度差，存在變形、機械傷、粗糙凸峰等高點，使接觸表面應力增大，軸承載荷分布不均勻，影響軸承潤滑油膜的形成與保護，形成表面疲勞剝落。

    5）安裝
    制定明確的安裝規程，使用合適的工具，避免不當受力，提高安裝精度；軸承安裝游隙調整合適；提高軸承座孔的同軸度，減少中心線的傾斜和交叉。

    6）潤滑
    軸承能夠長時間可靠使用離不開潤滑質量的保證，保持軸承各部件之間良好的潤滑，潤滑油膜能夠良好的隔離各部件之間的接觸面，避免出現金屬與金屬之間的直接摩擦接觸。同時，良好的潤滑還會起到很好的散熱作用，能夠對運轉中的摩擦熱起到傳遞降低作用。另外，要選用合適的潤滑脂和正確的再潤滑方式和周期。

    7）密封
    密封性能是軋機軸承性能的關鍵，軸承運行的成功取決于其密封能力，即將油脂留置在軸承中，將污物擋在外面的能力。通常軋鋼設備使用的軸承主要會遭到生產冷卻水和氧化鐵皮的污染。軸承的密封情況不佳，潤滑脂被水污染之后，會降低軸承材料的抗疲勞程度從而產生裂紋。軋鋼時，氧化鐵皮會破壞軸承內部的潤滑條件，軸承表面會出現摩粒磨損，導致軸承產生磨損的情況。因此，理想的軸承密封能夠有效地提高軸承的使用壽命，同時也降低了軸承突然損壞影響生產事件的發生概率。