方 民

一、引言

軋機(jī)被公認(rèn)為是使用軸承最具挑戰(zhàn)、最苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合。在眾多軋機(jī)關(guān)鍵部位，軸承都會(huì)處于重負(fù)載、沖擊載荷、高低轉(zhuǎn)速、高溫以及高污染的運(yùn)行環(huán)境。軋機(jī)設(shè)備中的軋輥頸軸承，可以說(shuō)是軋機(jī)的心臟，正是由于這種苛刻的運(yùn)行環(huán)境導(dǎo)致了對(duì)高性能軸承的需求。只有高性能的軸承才能確保軋機(jī)在極端惡劣的環(huán)境下也能最大限度地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而減少停機(jī)時(shí)間幫助客戶降低成本創(chuàng)造價(jià)值。軋輥頸軸承安裝與維護(hù)不僅延長(zhǎng)軸承以及軋機(jī)其他部件使用壽命，而且可提早預(yù)防軸承失效所導(dǎo)致的嚴(yán)重故障，從而避免出現(xiàn)突如其來(lái)的高昂停機(jī)損失。為此在使用軋輥頸軸承的過(guò)程中，應(yīng)重視其安裝與維護(hù)的技術(shù)要求，并遵循軸承相關(guān)的操作規(guī)程。

二、軋輥頸軸承基本特點(diǎn)

軋機(jī)工作輥軸承廣泛選用四列圓錐滾子軸承，四列圓錐滾子軸承自身可承受徑向與軸向復(fù)合載荷。因此，軸向力較小的工作輥可直接選用四列圓錐滾子軸承承受徑軸向載荷。對(duì)于有較大軸向力、精度較高或有軸向竄輥要求的應(yīng)用場(chǎng)合，工作輥軸承一般添加額外止推軸承來(lái)分擔(dān)軸向受力。

鐵姆肯公司直孔四列圓錐滾子軸承目前主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，即TQOW、2TDIW結(jié)構(gòu)形式，主要用于工作輥徑向位置支撐。兩種類型的軸承內(nèi)圈均為直孔、預(yù)設(shè)內(nèi)部游隙、潤(rùn)滑油由外圈隔環(huán)進(jìn)油孔與油槽進(jìn)入軸承內(nèi)部，軸承滾子采用面對(duì)面安裝形式。TQOW與2TDIW結(jié)構(gòu)形式的區(qū)別主要是：TQOW型軸承外圈由兩個(gè)單外圈、一個(gè)雙外圈與兩個(gè)外圈隔環(huán)組成，而2TDIW型軸承外圈由四個(gè)相同單外圈與三個(gè)外圈隔環(huán)所組成。對(duì)于同一系列并有相同滾子數(shù)量的TQOW或2TDIW結(jié)構(gòu)形式，軸承的承載能力相同。

2TDIW結(jié)構(gòu)形式可調(diào)整內(nèi)圈隔環(huán)寬度，使整個(gè)軸承內(nèi)圈寬度公差控制在較小范圍內(nèi)。由于軋機(jī)越來(lái)越廣泛采用不可調(diào)整式軸承內(nèi)圈鎖緊裝置替代原螺旋螺母裝置設(shè)計(jì)，2TDIW結(jié)構(gòu)形式四列圓錐滾子軸承越來(lái)越廣泛選用。2TDIW除了控制軸承內(nèi)圈寬度公差的優(yōu)點(diǎn)外，還采用四個(gè)單外圈結(jié)構(gòu)，更有利于軸承在承受彎輥力時(shí)起到自偏心的作用，使軸承所受應(yīng)力分散，從而避免軸承局部應(yīng)力集中。圖1所示TQOW與2TDIW的結(jié)構(gòu)形式。

在軸向載荷較大的軋輥系統(tǒng)中，如軸向竄輥系統(tǒng)，為獲得理想的軸承性能，通常需要額外止推軸承。由于軋輥軸向載荷具有雙向性并且方向很難判斷特點(diǎn)，通常止推軸承選用雙列結(jié)構(gòu)形式。鐵姆肯公司擁有自主設(shè)計(jì)專利的止推雙列滾子軸承TDIK已被廣泛地用于支撐輥 、工作輥軸向位置支撐。該類型軸承接觸角大，K系數(shù)低，內(nèi)圈有鍵槽防止跑圈，另外軸承外圈可以預(yù)裝彈簧裝置，圖2所示為軸向止推TDIK軸承結(jié)構(gòu)。

軋輥軸向載荷及其作用方向會(huì)導(dǎo)致止推軸承單列承載，另外一列軸承滾子會(huì)處于不受力狀態(tài)。在軸承的使用中，載荷過(guò)低、沒(méi)有載荷或過(guò)大，軸承均會(huì)提早損壞。TDIK軸承外圈預(yù)裝彈簧產(chǎn)生的預(yù)緊力可確保不受力端滾子與外圈滾道緊密貼合，避免不受力端滾子在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)歪斜、打滑、撞擊保持架等情況產(chǎn)生，最終消除導(dǎo)致保持架斷裂軸承提前失效的因素。

三、軋輥頸軸承的安裝

1.四列圓錐滾子軸承的安裝

軸承安裝之前應(yīng)對(duì)各配合組件，包括輥頸、軸承座、軸承座蓋板、密封件、軸承座潤(rùn)滑油通道與通氣孔等進(jìn)行仔細(xì)檢查，檢查各相關(guān)尺寸、形狀位置精度和配合公差是否符合設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。與軸承相配合的表面、輥頸、軸承座及油孔的棱邊和毛刺都必須清除掉，并清洗干凈涂上潤(rùn)滑油。

任何時(shí)候四列圓錐滾子軸承均應(yīng)按照正確的順序標(biāo)記疊放組裝，鐵姆肯公司使用字母標(biāo)記系統(tǒng)以確保軸承按照正確的順序安裝，軸承組件從A到E做了標(biāo)記并要求遵循正確的字母順序疊放，軸承組件裝入軸承座時(shí)可以A面或E面朝下，但是各部件必須保持正確的順序。

在把軸承裝入軸承座前，應(yīng)檢查軸承記錄卡，確定要使用的軸承承載區(qū)，每個(gè)軸承外圈均有承載區(qū)標(biāo)記，應(yīng)把正確的承載區(qū)號(hào)旋轉(zhuǎn)到承載區(qū)。

在軸承座孔內(nèi)涂上一薄層潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂能方便裝配并減輕運(yùn)轉(zhuǎn)中軸承外圈和軸承座孔間的摩擦和腐蝕。將軸承底部外圈放入軸承座后需用塞尺檢查該外圈是否完全落座軸承座擋肩。

安裝軸承座端蓋時(shí)，先不要放金屬墊片，均勻擰緊等距的四個(gè)螺栓直到軸承座蓋緊壓到軸承外圈上，測(cè)量三個(gè)不同位置的間隙，得到間隙平均值G。要裝入的墊片厚度必須比間隙G值小0.05mm，以確保軸承端蓋預(yù)緊。因軸承外圈寬度的差異，給定厚度的金屬墊片不能用于其他軸承。

放入合適厚度的金屬墊片后，安裝軸承座端蓋并用額定力矩?cái)Q緊所有端蓋螺栓。將軸承座水平放置并裝入油封，注入潤(rùn)滑劑。

清洗軋輥頸并涂敷潤(rùn)滑劑，倒角環(huán)上的密封接觸表面也要涂抹，然后將軸承和軸承座組件安裝到軋輥頸上并檢查是否落座到位。安裝鎖緊機(jī)構(gòu)時(shí)，注意軸承內(nèi)圈端面不能頂死，應(yīng)確保預(yù)留0.5～1mm間隙。

2.軸向止推軸承TDIK的安裝

如果外圈上有鍵槽結(jié)構(gòu)，要確保鍵必須可靠地固定在軸承座的底部，并且外圈鍵槽和軸承座上的鍵相對(duì)應(yīng)，將底部外圈放入軸承座內(nèi)。將軸承內(nèi)圈組件裝入軸承座。將軸承頂部端蓋扣在軸承上裝入軸承座，所有部件包括軸承蓋、外圈和軸承座，必須可靠接觸且方向一致。

將負(fù)載施加在軸承蓋上，壓縮所有的彈簧使軸承蓋端面與外圈完全接觸。用手旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈使?jié)L子完全落座。確保軸承外圈和軸承蓋端面完全接觸，用塞尺檢查，間隔90°測(cè)量軸承蓋擋肩和軸承座之間的間隙，計(jì)算平均值。將測(cè)量值加上0.3～0.5mm就是需要的多層墊片的厚度，其用于軸承蓋和軸承座之間。

取出軸承頂部的外圈和雙內(nèi)圈并進(jìn)行預(yù)潤(rùn)滑，底部的外圈留在軸承座內(nèi)，用手在滾道上涂敷一些潤(rùn)滑油。將軸承內(nèi)圈和外圈放回到軸承座內(nèi)的外圈上，在安裝端蓋前，必須確?！癘”形圈已放置在端蓋擋肩上。將端蓋和合適厚度的墊片安裝到軸承座上，并確保鍵與頂部外圈上的鍵槽相對(duì)應(yīng)，最后擰緊端蓋螺釘，所有的端蓋螺栓必須擰到規(guī)定的力矩。

四、軋輥頸軸承的維護(hù)

軋輥頸軸承必須定期從軋機(jī)上拆下檢測(cè)維護(hù)，從而使軋輥頸軸承的使用壽命最大化。軸承維護(hù)與保養(yǎng)的頻率應(yīng)根據(jù)軋機(jī)運(yùn)行情況調(diào)整，主要還是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定。通常的維護(hù)頻率為滿負(fù)荷運(yùn)行每隔三個(gè)月，大多數(shù)軋機(jī)每隔六個(gè)月，輕運(yùn)行軋機(jī)每隔十二個(gè)月。軋輥頸軸承在首次運(yùn)行1000h后應(yīng)分解檢查。在操作中需要徹底清洗軸承同時(shí)檢查油封，必要時(shí)應(yīng)徹底更換油封，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常，第二次檢查間隔可以延長(zhǎng)，例如，每運(yùn)行2000h后進(jìn)行或更長(zhǎng)時(shí)間。每次從軋機(jī)上拆下軸承和軸承座組件后，應(yīng)記錄軸承在軋機(jī)的位置及承載區(qū)。

1.軋輥頸軸承維護(hù)的一般步驟

追蹤軸承在軋機(jī)中的位置并記錄。鐵姆肯公司可為客戶提供軋輥頸軸承保養(yǎng)服務(wù)記錄卡，可用于記錄軸承座號(hào)、軋輥號(hào)、機(jī)架號(hào)、軸承在軋機(jī)上的位置、外圈承載區(qū)和軋制產(chǎn)品噸位以及軸承工作小時(shí)等數(shù)據(jù)。記錄卡應(yīng)該隨時(shí)更新并且方便維修人員查用，底部空白處可以記錄軸承測(cè)量數(shù)據(jù)和其他檢測(cè)詳細(xì)內(nèi)容。

從軋輥上卸下軸承座，從軸承座中卸下軸承。無(wú)論是從軸承座上卸下軸承還是進(jìn)行軸承檢查時(shí)都需要特別的吊裝方式和工具，鐵姆肯公司可為客戶提供吊裝工具或吊裝方式建議。

清洗軸承。在清洗軸承過(guò)程中應(yīng)去除所有的剝落、水、殘留的潤(rùn)滑劑以及其他任何會(huì)造成軸承嚴(yán)重磨損的污物。清洗軸承所采用的清洗方式和清洗劑根據(jù)要清洗軸承尺寸或軸承數(shù)量決定，小軸承或少量軸承可用煤油，礦物油或其他商業(yè)溶劑。對(duì)于大軸承或大量軸承，可用 40℃時(shí)黏度為22cSt（或100℃為100SUS）的中性油在清洗箱中清洗。

檢查軸承，包括外觀檢查和小修。在可拆掉滾子的內(nèi)圈滾道或滾子表面上如果發(fā)現(xiàn)了小的剝落或表皮裂痕，通常用打磨機(jī)將金屬剝落磨去并磨光剝落面邊緣。應(yīng)定期檢查軸承磨損程度，可通過(guò)測(cè)量軸承游隙來(lái)評(píng)估軸承的磨損狀況。

根據(jù)需要，檢查并維修軸承座并將軸承裝回軸承座中。根據(jù)需要，檢查并維修輥頸并將帶有軸承的軸承座安裝到軋輥上。

2.軋輥頸軸承的潤(rùn)滑

推薦的潤(rùn)滑劑屬性：皂基類型包括復(fù)合鋰基、磺酸鈣、復(fù)合鋁基或等價(jià)類似物。稠度NLGI No.1或 No.2。添加劑可采用防腐劑和抗氧化劑、抗極壓EP添加劑（ASTM D2509美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法），按照鐵姆肯公司“OK”負(fù)載檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)并有良好的抗水沖刷能力?；涂捎萌軇┬途珶挼V物油或合成油。基油黏度320～460cSt。黏度指數(shù)最小為80。流動(dòng)點(diǎn)最大為-10℃。

推薦的潤(rùn)滑油脂類型：鐵姆肯公司Premium Mill Grease，美孚Mobilith SHC 460或Fina Ceran HV。

推薦的潤(rùn)滑油脂用量：潤(rùn)滑脂的填充量，以填充軸承和軸承殼體空間的2/3或1/3為宜，不可過(guò)度潤(rùn)滑。每次修磨軋輥后推薦添加油脂用量為初次用量的1/5。潤(rùn)滑脂的補(bǔ)充周期與軸承的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、溫度和環(huán)境等有關(guān)，用戶可根據(jù)實(shí)際的操作環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，在合理方式下使得軸承中始終保持有潔凈的潤(rùn)滑油脂。

安裝新軋輥頸軸承時(shí)，不必洗掉涂在新軸承上的防銹油脂，雖然防銹油脂不能當(dāng)成潤(rùn)滑劑使用，但它不會(huì)防礙軸承的正常使用。

3.軋輥頸軸承的的存放和保管

軸承內(nèi)外圈組件要用塑料包裹，軸承的包裝設(shè)計(jì)應(yīng)滿足軸承的防潮和防塵要求。為避免內(nèi)外圈產(chǎn)生橢圓變形，軋輥頸軸承應(yīng)保持水平放置，軸承應(yīng)儲(chǔ)存在原包裝箱內(nèi)并放在干燥的場(chǎng)所。在灰塵，潮濕環(huán)境中，軸承不允許從包裝中移出放置在托盤上或敞開式貨架上。

所有的軸承安裝工具應(yīng)該清潔并處于良好狀態(tài)，工作臺(tái)裝配區(qū)應(yīng)該保持清潔，不能在焊接區(qū)和機(jī)械加工設(shè)備旁裝配，避免碎屑和污物進(jìn)入軸承。

五、結(jié)束語(yǔ)

軋輥頸軸承的使用壽命，不僅取決于軸承的選型與自身的性能，還與安裝和維護(hù)，保養(yǎng)有著密切的關(guān)系。正確的軋輥頸軸承安裝與維護(hù)不僅確保和延長(zhǎng)軸承以及軋機(jī)其他部件使用壽命，而且可提早預(yù)防軸承失效導(dǎo)致軋機(jī)嚴(yán)重故障。幫助客戶保持系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的最好方法就是讓客戶掌握軸承安裝與維護(hù)的知識(shí)。憑借深厚的軸承知識(shí)與豐富的鋼鐵制造經(jīng)驗(yàn)，以及專業(yè)的工程和技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，鐵姆肯公司將一如既往地幫助客戶以更低的運(yùn)行成本創(chuàng)造更高價(jià)值。