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01設(shè)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(yùn)轉(zhuǎn)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(dá)25MPa的壓力下處于液體摩擦狀態(tài)，摩擦系數(shù)僅為0.001~0.008。具有摩擦系數(shù)小、承載能力大、工作速度高、剛性好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，是一種高精密的軸承(如圖1所示)，廣泛用在現(xiàn)代的冷、熱帶鋼連軋機(jī)的支承輥上。使用油膜軸承的軋機(jī)能軋出高精度的軋件。
02存在問題及分析
2.1水封易產(chǎn)生漏點(diǎn)
1）熱連軋機(jī)組環(huán)境惡劣，工作中軋機(jī)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(zhuǎn)密封(輥徑密封)。輥徑密封由腳型密封、密封蓋、鋁環(huán)組件、水封等組成。水封的材質(zhì)是丁晴橡膠(NBR)Φ1400mm，是密封裝置中的薄弱環(huán)節(jié)，是外露零件，在整個密封的較外面，長期浸泡在軋機(jī)冷卻水中，水封如果密封失效，軋機(jī)冷卻水和氧化鐵皮將直接進(jìn)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(zhuǎn)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。現(xiàn)場統(tǒng)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(yán)重，較大能達(dá)到深3mm，寬10mm(如圖2所示)。出現(xiàn)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(zhì)，大多數(shù)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(dāng)大于油膜厚度(約20μm)的雜物進(jìn)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(tǒng)大量進(jìn)水，軸承得不到有效潤滑
因水封失效及潤滑系統(tǒng)冷卻器故障，大量冷卻水及氧化鐵皮進(jìn)入油膜軸承潤滑系統(tǒng)，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(nèi)外表面產(chǎn)生氧化層，并出現(xiàn)嚴(yán)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(kuò)展，表面光潔度指標(biāo)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(xù)使用。
2.4負(fù)壓導(dǎo)致的回油不暢和透視蓋凹陷
軋輥高速旋轉(zhuǎn)會在軸承座內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，使油膜軸承內(nèi)部氣壓低于外部氣壓，導(dǎo)致水封受吸，外部冷卻水進(jìn)入、軸承座內(nèi)回油不暢、軋輥端罩上的透視蓋凹陷等現(xiàn)象出現(xiàn)。
2.5弧形板質(zhì)量問題造成油膜軸承邊緣磨損
邊緣磨損，一般發(fā)生在油膜軸承靠近輥身側(cè)的承載區(qū)邊緣，主要原因是軸承的自動調(diào)位性能差。軋機(jī)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(nèi)轉(zhuǎn)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。
03改進(jìn)措施
3.1增加水封防護(hù)系統(tǒng)
1）防護(hù)水封的設(shè)計安裝。現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，水封的損壞多發(fā)生在下支承輥上部約60°部位，分析水封的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境，設(shè)計增加了一套防護(hù)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(hù)水封安裝使用后，起到了分流防護(hù)作用，保護(hù)水封的作用非常明顯。防護(hù)水封制造成本低，鋼帶緊箍及半環(huán)狀防護(hù)水封均具有伸縮彈性，安裝精度要求不高，維護(hù)簡便，因此該防護(hù)水封在同類型機(jī)組中具有推廣應(yīng)用價值。設(shè)計原理及安裝如圖3所示。
2）支承輥端面修復(fù)。磨損嚴(yán)重的支承輥端面須進(jìn)行修復(fù)，對端面溝槽進(jìn)行補(bǔ)焊，焊后修磨平整，達(dá)到表面光滑，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(yán)格執(zhí)行清洗規(guī)程，加強(qiáng)管控
高標(biāo)準(zhǔn)的清潔維護(hù)是延長軸承使用壽命的有效手段。裝配過程中，嚴(yán)格控制清潔度，防止軸承污染。全程監(jiān)管油膜軸承的拆解和裝配工作，嚴(yán)格執(zhí)行油膜軸承的特定清洗規(guī)程。確保油膜軸承干凈清潔，裝配的每一個環(huán)節(jié)都達(dá)到技術(shù)要求。
3.3改進(jìn)潤滑系統(tǒng)
1）油膜軸承潤滑油的含水量要求為≤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(chǎn)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(jī)，型號為GZL-300L/min，提高了系統(tǒng)的脫水凈化能力。同時對板式冷卻器進(jìn)行檢修，防止冷卻水進(jìn)入油中。
2）增大流量降低軸承溫度，對轉(zhuǎn)速較高的油膜軸承進(jìn)油口的節(jié)流孔板尺寸適當(dāng)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(nèi)。
3.4增加透氣孔
為解決軸承座負(fù)壓，通過開孔使軸承座內(nèi)外相通，共進(jìn)行了兩次透氣孔改造，結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。****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(nèi)，為避免出現(xiàn)透氣孔進(jìn)水的情況，將透氣孔改為“長象鼻”結(jié)構(gòu)，杜絕從透氣孔進(jìn)水。
3.5改進(jìn)弧形板接觸精度
對上機(jī)備件打硬度、用樣板測量弧形面幾何精度，上機(jī)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(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)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。
04改進(jìn)效果
通過對熱連軋油膜軸承失效問題進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，油膜軸承磨損情況得到改善，實(shí)際運(yùn)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(hù)水封安裝使用后，能把氧化鐵皮、冷卻水分流隔開，保護(hù)了水封，使水封的工況條件大為改善，有效解決了水封進(jìn)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(fù)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(dá)到要求，油膜軸承磨損大大降低，軸承的壽命延長數(shù)倍，同時投用大功率凈油機(jī)后，潤滑系統(tǒng)的含水量控制到了2%以下的正常指標(biāo)，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(jìn)水�；⌒伟褰佑|良好，能保證油膜軸承在軋輥軸線的豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動自如，提高了軋機(jī)設(shè)備精度。
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