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軋機(jī)軸承系指用于壓延行業(yè)，即有色金屬、黑色金屬及非金屬制品壓延。用于壓延輥系輥徑處及滾筒上的軸承。通常采用四列圓柱滾子軸承承受徑向載荷，推力滾子或推力球軸承以及向心角接觸球或向心滾子軸承承受軸向載荷，現(xiàn)大多采用油氣潤(rùn)滑或油霧潤(rùn)滑及油脂的方式進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻。
軋機(jī)軸承的分類(lèi)
（1）調(diào)心滾子軸承
軋機(jī)軸承在軋機(jī)上的配置型式不同，當(dāng)時(shí)主要采用兩套調(diào)心滾子軸承并列安裝于同一輥頸上。這種配置型式基本滿(mǎn)足了當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)條件，軋制速度可達(dá)600rpm。但隨著速度的提高，其缺點(diǎn)越發(fā)突出：軸承壽命短、消耗量大、成品精度低、輥頸磨損嚴(yán)重、軋輥軸向竄動(dòng)大等。
（2）四列圓柱滾子軸承+止推軸承
圓柱滾子軸承內(nèi)徑與輥頸采用緊配合，承受徑向力，具有負(fù)荷容量大、極限轉(zhuǎn)速高、精度高、內(nèi)外圈可分離且可以互換、加工容易、生產(chǎn)成本低廉、安裝拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)；止推軸承承受軸向力，具體結(jié)構(gòu)型式可根據(jù)軋機(jī)的特點(diǎn)去選用。
重載低速時(shí)，配以推力滾子軸承，以較小的軸向游隙來(lái)承受推力負(fù)荷。當(dāng)軋制速度高時(shí)，配以角接觸球軸承，不僅極限轉(zhuǎn)速高，而且工作時(shí)軸向游隙可嚴(yán)格控制。使軋輥得到緊密的軸向引導(dǎo)，并可承受一般的軸向負(fù)荷力。這種軸承配置型式不僅具有軸承壽命長(zhǎng)，可靠度高，而且具有軋制成品精度高、易控制等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以目前應(yīng)用較為廣泛，多用于線(xiàn)材軋機(jī)、板材軋機(jī)、箔材軋機(jī)、雙支撐輥軋機(jī)冷軋機(jī)和熱軋機(jī)等的支撐輥。
（3）四列圓錐滾子軸承
圓錐滾子軸承既可承受徑向力，又可承受軸向力，無(wú)需配置止推軸承，因此主機(jī)顯得更加緊湊。圓錐滾子軸承內(nèi)徑與輥頸采用松配合，安裝和拆卸非常方便，但有時(shí)會(huì)因松配合而引起滑動(dòng)蠕變，因此內(nèi)徑常加工有螺旋油槽。這種配置型式應(yīng)用仍然是比較廣的，如四輥熱軋機(jī)和冷軋機(jī)的工作輥、開(kāi)坯機(jī)、鋼梁軋機(jī)等場(chǎng)合的軋輥。
四列圓柱滾子軸承和六列圓柱滾子軸承幾乎全部用于軋鋼機(jī)架的軋輥頸、滾筒和軋壓機(jī)。同其它滾子軸承相比，這些軸承的摩擦低。由于這些軸承通常以過(guò)盈配合安裝在軋輥頸上，特別適合軋鋼速度高的軋鋼機(jī)應(yīng)用。這些軸承的低橫截面允許使用同軋輥直徑相比相對(duì)較大的軋輥頸直徑。由于可裝入非常多滾子，其徑向載荷能力非常高。
多列圓柱滾子軸承只能承受徑向載荷。因此，這些軸承同深溝球軸承或角接觸球軸承、或徑向設(shè)計(jì)或止推設(shè)計(jì)的圓錐滾子軸承一起安裝，由后者承受軸向載荷。四列和六列圓錐滾子軸承為分離式設(shè)計(jì)，即帶整體式法蘭的軸承圈及滾子和保持架組件可同分離式軸承圈分開(kāi)安裝，或所有軸承部件均可分別安裝。
這在相當(dāng)程度上簡(jiǎn)化了軸承安裝、維護(hù)和檢查。軸承內(nèi)可承受一定限度的軸相對(duì)于軸承座的軸向位移。四列圓柱滾子軸承帶一個(gè)圓柱孔，一些尺寸的軸承還可帶圓錐孔供應(yīng)。帶圓錐孔的軸承可在安裝過(guò)程中調(diào)整，以得到一定的徑向內(nèi)部游隙或確定的預(yù)載荷。
軋機(jī)軸承的潤(rùn)滑
軋輥軸承的潤(rùn)滑原則上與其他滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑基本一致，只是軋輥軸承的工作條件比較惡劣，其工作性能能否獲得有效發(fā)揮在很大程度上取決于軸承的潤(rùn)滑情況。軋輥軸承采用的潤(rùn)滑方法主要有脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑。
（1）脂潤(rùn)滑的潤(rùn)滑脂兼有密封作用，密封結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑設(shè)施簡(jiǎn)單，補(bǔ)充潤(rùn)滑脂方便，因此只要工作條件允許，軋輥軸承一般都采用脂潤(rùn)滑。油潤(rùn)滑的冷卻效果強(qiáng)，并能從軸承內(nèi)帶走污物和水分。軋輥軸承采用油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方法有壓力供油潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑和油氣潤(rùn)滑。
（2）壓力供油潤(rùn)滑是常規(guī)轉(zhuǎn)速下軋輥軸承較有效的潤(rùn)滑方式。噴油潤(rùn)滑是將潤(rùn)滑油以一定的壓力通過(guò)裝在軸承一側(cè)的噴油嘴噴入軸承內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)行潤(rùn)滑，一般應(yīng)用在高速軋輥軸承，或者壓力供油潤(rùn)滑不能滿(mǎn)足冷卻要求的場(chǎng)合。
（3）噴霧潤(rùn)滑是將含有油霧的干燥壓縮空氣噴到軸承內(nèi)部進(jìn)行潤(rùn)滑，使用油量少，由于空氣的作用，冷卻效果極強(qiáng)，主要用于軋制速度高和軋制精度高的大型軋輥軸承，或者用于在軸承箱中不經(jīng)常拆卸的軋輥軸承。壓力供油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑都需要裝設(shè)進(jìn)、出油管、潤(rùn)滑泵、儲(chǔ)油器，有時(shí)還需潤(rùn)滑油冷卻器，因此，費(fèi)用較高，一般軋輥軸承較少采用。
影響軋機(jī)軸承使用壽命的原因
軋機(jī)軸承是軋機(jī)的重要部件，在軋機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，軸承支撐著軋輥，承受著軋輥軋制力的同時(shí)保持著軋輥的正確位置，軋機(jī)軸承質(zhì)量是否可靠以及壽命的長(zhǎng)短直接影響著軋機(jī)運(yùn)行的可靠性。影響軋機(jī)軸承使用壽命的因素有很多，軸承材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造精度、安裝與密封、潤(rùn)換、冷卻等一系列內(nèi)外因素都會(huì)對(duì)軋機(jī)軸承的使用壽命產(chǎn)生影響。
惡劣的工況條件是造成軋機(jī)軸承早期失效的主要原因，通常所說(shuō)的軸承使用工況條件主要包括了載荷及其分布，潤(rùn)滑、密封、速度傳遞、工作溫度、散熱條件等，軸承質(zhì)量和使用部位相同的情況下，工況條件不同則其使用壽命就會(huì)存在較大的差距。
1、碳化物對(duì)軸承壽命的影響
高碳軸承鋼進(jìn)過(guò)淬火和低溫回火處理后組織會(huì)變?yōu)槲慈芴蓟铩⑨槧铖R氏體以及殘余奧氏體，未溶碳化物含量和碳化物形態(tài)分布、針狀馬氏體大小和殘余奧氏體會(huì)影響軸承的表觀性能，軸承鋼未溶碳化物含量越低，則軸承鋼的硬度越高，其原因就在于未溶碳化物含量越少，馬氏體基體的碳濃度就會(huì)提高，硬度也就越高。
經(jīng)過(guò)淬火處理的軸承鋼中存在的少量未溶碳化物有助于提高軸承的耐磨度，也有助于細(xì)晶粒隱晶馬氏體的獲得，從而改善軸承的韌度和抗疲勞強(qiáng)度；碳化物的顆粒大小對(duì)軸承壽命影響也非常大，軸承鋼碳化物顆粒小于0.6um，其使用壽命會(huì)顯著提升，高質(zhì)量的軸承鋼其碳化物顆粒的大小要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般軸承鋼，并且碳化物顆粒的分布也更加均勻，不會(huì)以帶狀分布呈現(xiàn)；網(wǎng)狀碳化物分布會(huì)對(duì)基體晶粒之間的聯(lián)系產(chǎn)生影響，從而會(huì)降低軸承的抗疲勞極限，當(dāng)滾動(dòng)體與滾道之間的應(yīng)力超過(guò)了疲勞極限，就出逐漸產(chǎn)生裂紋從而縮短軸承壽命。
2、貝氏體對(duì)軸承壽命的影響
貝氏體組織的特性會(huì)提高碳鉻軸承鋼的比例極限、抗彎強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和斷面收縮率，提高軸承鋼的耐韌性，增強(qiáng)軸承承受沖擊力、斷裂力、摩擦力的能力，同時(shí)也有助于軸承尺寸的良好保持性。
3、載荷條件對(duì)軸承壽命的影響
軋機(jī)上使用的軸承主要有以下幾種，多圓柱滾子軸承、四列圓錐軸承以及雙列球面滾子軸承，不考慮軸承本身質(zhì)量的前提下，工況下使用的軸承壽命主要由軸承所受的載荷決定的。
由于軋線(xiàn)軋機(jī)軋制力不斷增加，在軋輥滾頸只能選用多列軸承，多列軸承設(shè)計(jì)的理念是依靠多列滾動(dòng)體來(lái)均勻的承載進(jìn)而增強(qiáng)軸承的承載能力，但是，在軋機(jī)使用的實(shí)際過(guò)程中，多列滾動(dòng)體的承載不可能完全均勻甚至?xí)霈F(xiàn)較大偏差，造成偏差的主要因素包括來(lái)自軸承本身設(shè)計(jì)制造的偏差，軸承座安裝精度以及軋機(jī)部件磨損，同時(shí)，軸承承載分布還要受到軋制力、軸向力以及彎輥力的影響。
這就必然會(huì)造成在軸承總體承受的當(dāng)量載荷不變條件下，每列滾動(dòng)體所承受的載荷出現(xiàn)變形，較終導(dǎo)致偏載，偏載一旦形成就會(huì)隨著繼續(xù)使用而不斷加劇，直到某一列滾動(dòng)體所承受的量載荷超過(guò)該滾動(dòng)體極限承載能力，從而導(dǎo)致局部過(guò)載破裂狀況。
偏載是一種嚴(yán)重影響軸承壽命的情況，除了以上分析的會(huì)導(dǎo)致各列滾子載荷分配不平衡之外，還會(huì)導(dǎo)致單列滾子傾斜，造成應(yīng)力向局部集中，導(dǎo)致滾動(dòng)體滑動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，滾動(dòng)條件一旦改變，軸承滾動(dòng)體和內(nèi)外環(huán)之間就會(huì)發(fā)生接觸打滑，導(dǎo)致軸承發(fā)熱進(jìn)而損毀。
4、潤(rùn)換質(zhì)量對(duì)軸承壽命的影響
軸承能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠使用離不開(kāi)潤(rùn)滑質(zhì)量的保證，軋機(jī)軸承在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候要受到多方面摩擦，其中外圈滾道負(fù)荷區(qū)是承受內(nèi)摩擦較嚴(yán)重的部位，軸承運(yùn)行過(guò)程中肯定會(huì)存在徑向油隙，滾子的滾動(dòng)只會(huì)在負(fù)荷區(qū)的問(wèn)題，這樣則非負(fù)荷區(qū)就會(huì)處在半滾動(dòng)半滑動(dòng)狀態(tài)，滾子從非負(fù)荷區(qū)進(jìn)入負(fù)荷區(qū)的過(guò)程中，滾子轉(zhuǎn)速會(huì)突然增加，在轉(zhuǎn)速突增的過(guò)程中，滾子與滾道會(huì)劇烈摩擦，同時(shí)還會(huì)承受和來(lái)自軋鋼過(guò)程中的沖擊負(fù)荷。
這種情況下如果軸承的潤(rùn)滑不良，零件表面的粗糙程度就會(huì)不斷增加，由此會(huì)導(dǎo)致磨損逐漸加大，滾子單位表面所承受的壓力也不斷增加，同時(shí)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，運(yùn)轉(zhuǎn)滾動(dòng)體與滾道、運(yùn)轉(zhuǎn)滾動(dòng)體與保持架、保持架和內(nèi)外圈之間均有滑動(dòng)摩擦發(fā)生，并且這種滑動(dòng)摩擦?xí)S著載荷的增加而增大，滑動(dòng)摩擦的存在會(huì)造成軸承各部件之間相對(duì)爬行的發(fā)生，為了降低軸承各部件相對(duì)爬向?qū)е碌哪p，就必須保持軸承各部件之間良好的潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油膜能夠良好的隔離各部件之間的接觸面，避免出現(xiàn)金屬與金屬之間的直接摩擦接觸。同時(shí)，良好的潤(rùn)滑還會(huì)起到很好的散熱作用，能夠?qū)\(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦熱起到傳遞降低作用。
5、密封質(zhì)量對(duì)軸承壽命的影響
由于軋機(jī)軸承運(yùn)行環(huán)境惡劣，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受到污染的概率就會(huì)增加，因此必須保持軸承密封的良好，才能避免污染潤(rùn)滑脂。通常軋鋼設(shè)備使用的軸承主要會(huì)遭到生產(chǎn)冷卻水和氧化鐵皮的污染。
潤(rùn)滑脂被水污染之后，會(huì)降低軸承材料的抗疲勞程度從而產(chǎn)生裂紋，如果潤(rùn)滑脂被氧化鐵皮污染，情況更為惡劣，氧化鐵皮會(huì)破壞軸承內(nèi)部的潤(rùn)滑條件，軸承表面會(huì)出現(xiàn)摩粒磨損。
被冷卻水和氧化鐵皮污染后的軸承，在使用過(guò)程中套圈會(huì)不斷惡化，隨著污染物的增多，較終會(huì)導(dǎo)致套圈開(kāi)裂，軸承損毀，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(shí)也降低了軸承突然損壞影響生產(chǎn)事件的發(fā)生概率。
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