邯钢中板线2800mm轧机油膜轴承的改进

王树友，李连胜，白世军

（邯郸钢铁集团邯宝公司冷轧厂，河北邯郸　056015）

　　摘　要：针对邯钢中板线2800mm轧机支承辊油膜轴承运行不稳定，多次出现漏油、进水、密封损坏、轴承巴士合金严重脱落等问题进行原因分析，通过对锁紧螺母背紧量尺寸和联接梁尺寸的修正，解决了轴承在轧辊上的准确定位问题，通过DF油封材质和结构的改进和密封压盖的改进，改善了密封状况，达到了油膜轴承长周期稳定运行的目的。

　　关键词：中板轧机；支承辊；油膜轴承；DF油封；密封

　　1　前言

　　现代中厚板轧机支承辊油膜轴承多采用无键双止推液压锁紧动压油膜轴承，此种结构的轴承为对称结构，具有承载能力大、备件统一、装配拆卸方便快捷、使用稳定等特点。

　　邯钢中板线2800mm轧机是1990年从德国引进的二手设备，设计能力为年产量36万t，轧机支承辊采用的是非对称机构的长键单止推螺旋锁紧动压油膜轴承，这种结构的油膜轴承本身就存在锁紧程度无法定量控制、锁紧力大小无法得知、只能凭经验判断、非止推侧轴承轴向定位精度影响因素多、轴承运行相对不稳定等因素。随着轧制节奏的加快、品种规格的增多、品种板比例的加大及产量的增加，设备存在的隐患凸显，设备运行的稳定性降低，故障停机时间增加。以2005年为例，轧机支承辊因油膜轴承损坏停机60h，严重影响了生产。

　　2005年邯钢中板厂轧机支承辊油膜轴承多次出现了漏油、进水、密封损坏、轴承巴士合金严重脱落等现象。在装配使用过程中存在的具体问题如下：1）锁紧螺母安装后背紧量尺寸与设备检修维护规程尺寸不符，设备检修维护规程中要求锁紧螺母背紧量尺寸止推侧为45mm，非止推侧为47mm，而实际在50～57mm；2）锥、衬套的使用寿命过短，巴士合金严重脱落；3）油膜轴承DF密封出现断裂，封水唇、封油唇出现沿油封主体环形开裂等现象；4）油膜轴承出现多次漏油进水现象；5）非止推侧铝环磨损；6）非止推侧轴承的锥、衬套端面之间的间隙（11.2mm）无法保证，两端面之间发生磨损。

　　为此，对出现问题的原因进行分析并采取了相应的改进措施，取得了较好的效果。

　　2　原因分析及改进措施

　　2.1锁紧螺母背紧量尺寸修正

　　针对锁紧螺母背紧量尺寸与设备检修维护规程尺寸不符的现象，对锁紧螺母、螺环、卡环等相关部件尺寸进行了校核。通过测量推算，主要原因有二：一是由于锁紧螺母、螺环、卡环等零部件在长期使用过程中磨损所致；二是由于现用的图纸中，大部分零件图是测绘图，测绘的零件尺寸与原始设计尺寸的误差造成装配后的累积误差增大。

　　为了解决此问题，将锁紧螺母背紧量尺寸进行了修正，止推侧由原来的45mm修正为53mm，非止推侧由原来的47mm修正为55mm。修正后，为了保证轴承在支承辊上的准确安装位置和合适的预紧力，其相关部件如锁紧螺母、螺纹套、端板等定期进行更换，提高了轴承运行的稳定性。

　　2.2油膜轴承DF油封材质改进

　　针对油膜轴承DF密封损坏严重的问题，对油封进行取样化验，油封材质为丁晴橡胶，其机械性能相对较差，易老化。将材质改为机械性能优良和不易老化的氟橡胶^[1]，解决了断裂、封水唇和封油唇沿油封主体环形开裂以及油封短时间硬化的问题，大大提高了油膜轴承DF油封使用的稳定性。改进后的材质邵氏A硬度70±5，扯断强度≥10.7MP，扯断伸长率≥300%，22h、100℃条件下ASTM“B”法压缩安装变形率≤25%。其他性能见表1。

 

　　2.3改进脚型密封的结构

　　油膜轴承DF油封中弹簧的重要作用之一是实现DF油封与轧辊辊颈贴紧，以保证DF油封与轧辊辊颈之间相对静止，成为静密封，提高密封效果。

　　在原始设计中，油封唇口的预紧弹簧与油封分为两部分，在安装时操作人员根据经验调整弹簧的长度，这就增加了人为因素造成的油封工作不稳定的情况。弹簧调整过松，会因油封与轧辊辊颈抱紧力不够，密封不严；弹簧调整过紧，在使用过程中会出现弹簧与油封脱离的现象，发生漏油、进水故障。

　　根据油封工作时需要预紧力的大小以及与油封配合部位轴径的大小确定弹簧的长度，并将弹簧与油封主体做成一体，采用内埋唇簧DF密封^[2]结构，这就完全避免了人为因素的影响，保证了油封工作的稳定性。

　　2.4改进密封压盖

　　油膜轴承在工作时密封与密封压盖是相对运动的，密封压盖的内圆与密封的封水唇、封油唇直接接触，两表面的接触状况好坏直接影响到密封的使用寿命及工作状况。

　　在原始设计中，密封压盖的内圆与压盖本身材质相同（45#钢），耐磨性差，在使用过程中极易发生磨损，两表面的接触状况改变致使密封不严，漏油进水现象时而出现，也加剧了密封唇口的磨损。针对此情况，对密封压盖进行改进，在密封压盖内圆与密封唇口配合部位喷涂厚度为0.5mm的陶瓷^[3]，增加了其耐磨性，改善了密封状况。

　　2.5修正拉杆联结梁的尺寸

　　邯钢中板厂2800mm轧机油膜轴承为一端单止推结构型式，非止推侧轴承座在轧辊上的位置靠杆联结梁来定位。轴承的轴向定位不能保证，轴向窜动量过大，导致锥套与衬套的两端面相互摩擦磨损，进而扩展造成轴承失效，铝环磨损，还加剧了油封的破损，出现漏油进水现象。轧机油膜轴承原始设计要求锥、衬套端面之间的间隙为11.2mm，现非止推侧两端面相互摩擦磨损，非止推侧铝环磨损说明轴向窜动量大，而且已超过11.2mm。

　　针对上述情况，对轴承座、拉杆、轴承相关部件进行测量，跟据实际测量及分析计算结果，将拉杆连接两尺寸在原始设计尺寸基础上缩短5mm，在使用过程中对拉杆固定销孔及轴承座上的销孔内保护套定期更换，保证了非止推侧轴承在轧辊上的准确位置，提高了锥、衬套、DF油封及铝环的使用寿命。

　　3　实施效果

　　采取相应的改进措施后，轧机油膜轴承运行稳定，改进前因油膜轴承损坏被迫更换支承辊影响生产时间约45h/a，改进后没有发生因油膜轴承坏被迫换支承辊的事故。油膜轴承锥、衬套使用寿命明显延长。每年油膜轴承正常消耗加管道泄漏油量为300桶。改进前年实际消耗460#油膜轴承油500桶左右，改进后年耗油量均在300桶以内。

　　参考文献：

　　[1]魏东.Φ1500油膜轴承DF密封原理及改进[J].润滑与密封，2005（4）：209-211.

　　[2]王庚福.内埋唇簧密封圈：中国，ZL99223915X[P].2000-12-15.

　　[3]郭溪泉，李树青.现代大型连轧机油膜轴承[M].北京：机械工业出版社，1998：186-218.