型棒材短应力线轧机及其轴承装配

摘要 随着短应力线轧机的升级换代，轧机轴承装配质量成为了限制轧钢消费稳定运转的关键工序，从短应力线轧机的展开过程、轧机轴承结构、失效方式剖析等方面中止了论述，同时明白了轧机轴承装置请求，从而降低了轧机轴承事故的发作。

1 前言

短应力线轧机又称为无牌坊轧机，是一种操作简单、拆卸方便且具有高强刚性的轧机，该机型随着国产化的不时改造升级，由于其结构紧凑、操作灵活，投资小、重量轻等特性，曾经成为当前棒材机组和小型型材轧钢消费线的主流机型，遭到各新建、改建轧钢厂家的喜欢。

目前，新上的短应力线轧机轴承全部采用油气连续性供油润滑或在线干油周期性供油润滑方式，但是国内还有部分老机组、旧轧机不具备在线供油条件，只能在轧辊装配时一次性参与一定量的轧辊脂，这样在线运转的轧机对轴承装配质量、在线点检等的请求也就更高。笔者针对短应力轧机的结构展开和轴承失效方式，从降低轧机轴承事故切入，对轴承装配理论中止了讨论。

2 短应力线轧机的展开

第一代无牌坊轧机最早是在上世纪 40 年代中期由瑞典中央、莫格斯哈马公司研制胜利的，随着钢铁行业设备的不时展开，国内外钢铁行业对轧机也中止了多次改造升级，到上世纪 80 年代，轧机结构基本定型，当时被称为“红圈”轧机，“红圈”即是指轧机的应力回线，如图1所示。

图 1 第一代无牌坊轧机

轧机工作机座（又称轴承座）的应力回线是指轧机受轧制力后，轧机上受力零部件产生弹性变形时断面的中性线的连线，轧钢机座中各受力零部件所产生的弹性变形量与其应力回线长度成反比，因而，轧机机座应力回线越短，所产生的弹性变形量越小，即 ：轧机的刚性系数越大，所轧制产品的精度越高。一套完好的短应力线轧机辊系主要由压下系统的蜗轮箱、压下螺丝，辊系装配系统的轧辊、迷宫、端盖和轴向调整机构组成，细致结构如图 2 所示。

图 2 短应力线轧机辊系结构

目前，国内短应力线轧机基本上是在引进Pomini 轧机机型的基础上不时改进转化而来的，轧机轴承润滑采用在线定时供油或油气连续供油润滑。压下系统也由液压马达压下替代了手轮人工压下，导卫装置和冷却水管等辅助设备固定在轧机底座上，方便换槽，精准对槽，有利于进步轧机作业率。国内轧机主要制造厂家目前批量消费的被称为第五代短应力线轧机。

第五代短应力线轧机的轧制力集中载荷沿着四根压下螺丝分散在轴承座两侧，使得原本正上和正下散布的轧制力合成到了轴承座和压下螺丝构成的环形区域内，最大限度缩短了应力回线，进步了轧机径向刚性，使得轴承和轴承座受力相对均衡，有利于轧机四列轴接受力矢量的合成、均衡散布，进步了轴承寿命，其结构如图3所示。

图 3 第五代短应力线轧机结构

近年来，国内高速线棒材消费线展开疾速，对新一代轧机提出了更高的请求。当前短应力线轧机在国内曾经全部实往常线加油，润滑系统也完成了在线监控，压下系统全部改用液压马达压下，均衡装置主要以弹性阻尼体为主，在进步消费效率、降低劳动强度方面效果显著。

新一代短应力轧机的特性 ：

（1）轧机底座分为两部分，一部分随轧机吊运移动，另一部分在线固定，两个底座之间采用滑板配合，液压锁紧和液压横移换槽更精确，效率更高 ；

（2）液压压下使得料型控制精确、高效，劳动强度低 ；

（3）弹性阻尼体均衡装置能够确保轧机在线运转中，一直坚持料型的稳定性，有效消弭轧机的弹跳问题。

3 轧机轴承结构和失效

短应力轧机轴承均采用滚动轴承，其结构普通由内圈、外圈、坚持架、滚动体组成。内外圈之间装置若干个滚动体，经过坚持架使其坚持一定距离，内圈通常装置在轧辊辊颈上，与轧辊同步转动。常见轴承结构如图 4 所示。

图 4 常见轴承结构

内、外圈统称套圈，套圈与滚动体的接触面称为“滚道面”，此面接受轴承载荷。滚动体依据外形主要有球和滚子两种，而滚子又分为圆柱、圆锥、滚针、球面滚子等不同外形。坚持架的主要功用是维持滚动体在轴承圆周方向上的正确位置的距离散布，同时避免在装置过程中散落。坚持架在工作中，理论上不受载荷外力。

3.1 四列圆柱滚子轴承 [1]

短应力线轧机采用四列圆柱滚子轴承，该轴承径向承载负荷大，极限转速高，但不能接受轴向力，其常见结构方式有 FC 型、FCD 型和 FCDP 型。在实践消费运用过程中，需求依据轧机结构方式和轧制料型受力等状况，综合剖析采用哪一种轴承结构更有利于轧制力的散布。同时，需求思索方便拆卸、改换和运用过程的检查、确认。四列圆柱滚子轴承常见结构见表 1，FC 型四列圆柱滚子轴承结构如图 5 所示。

图 5 FC 型四列圆柱滚子轴承结构

轧机操作侧为双列角接触球轴承，该轴承主要接受轴向推力，可恰当接受小负荷径向力，主要是限制轧辊的轴向位移，避免在消费过程中的轴向窜动，构成轧件异常变形，需求与四列圆柱滚子轴承配套运用。

3.2双列角接触球轴承

双列角接触球轴承在轧机中主要接受轴向推力，能够恰当承担径向力，用于轧机轴向调整时，固定和限制轧辊轴向位移“窜动”。装置简单，轴向游隙不需求调整，依据现场装置需求，主要有双半外圈和双半内圈两种方式。

4 轧机轴承的失效方式及改进措施

由于轧机工况条件的变更，轴承在实践的运转过程中，套圈与滚动体的接触面禁受交变载荷的重复作用，加上不同轧件在轧制过程中变形抗力的差别性，轧机轴承实践受力常常复杂多样，轴承异常受力状况经常发作，从而招致轴承失效。常见失效方式见表 2。

除了以上常见方式以外，轴承的失效方式还有疲倦点蚀、润滑不良招致烧轴承、装配不当使轴承卡死、涨破内圈、挤裂内外圈等。除疲倦点蚀以外，其他失效方式均能够在装配操作过程中加以控制。轴承装配是一个精密度较高的作业工序，不只对装置尺寸精度请求高，在装配过程中也需求精密化操作，从而延长轴承寿命，降低轴承事故。

5 轧机轴承装配

5.1 轧机轴承尺寸配合 [2]

依照热轧轧机的工作特性，轧辊辊颈、轧机轴承座腔体与轴承的配合尺寸分别见表 3 和表 4。

5.2轴承游隙

轴承径向游隙的大小与实践工作中的承载负荷、转速、润滑方式、结构方式、配合面粗糙度、轴承装配过盈配合量等关系密切，选择时应分离实践的工况条件综合思索。

5.3 轴承装置

（1）轴承装置前，要对轴承关键尺寸检查丈量，同时检查丈量轴承腔体尺寸的精度，肃清轴承座内孔的倒角毛刺，擦拭洁净，必要时检查接触面粗糙度。

（2）轴承外圈装置时，有条件的采用压力机迟缓压入轴承座，不具备条件的运用铜锤轻击圆周中止装置，直至装置到位，遏止用铁锤或钢铁金属强力敲击。

（3）内圈装置普通采用油加热或电磁感应加热后，疾速装置到轴颈上，加热温度普通为90~100℃，切不可超 120℃，以避免内圈回缩不彻底。电磁感应加热时，加热设备需具备消磁装置，避免磁性吸附杂质带入轴承。

（4）关于预加热装置的轴承内套，必须等温度降至室温后，才干与轴承组合装配，避免轴承游隙过小，强力装配损坏轴承。

6 终了语

轧机轴承规范化操作的装配质量，直接影响到轧机轴承在线运转的状态和运用寿命，特别是高速线棒材机组的轧机轴承，在强化装配质量的同时，可采用在线监测和毛病诊断措施，及时发现轴承异常状况，并停机改换轴承，降低轴承事故构成的损失。

随着轧钢技术的快速展开，国内优棒线材和高速线棒材机组以其投资少、奏效快的优势，投产机组越来越多，短应力线轧机的展开趋向请求刚性更强、速度更高的专业化、自动化消费转化，对短应力线轧机和轴承结构方式的请求更高，自动化控制轧制参数和在线自动加油润滑系统是必定趋向。

7 参考文献

［1］ 刘宝珩，钢机械设备［M］. 北京 ：冶金工业出版社，1996 ：35 - 45.

［2］ 吴宗泽，雷天觉，曲文海，等 . 机械设计运用手册［M］. 北京：化学工业出版社，1999 ：689 - 725.

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