轧钢辊道故障分析及其解决方案

一、 轧钢辊道故障产生原因分析

轧钢辊道的工作特点是输送的钢坯温度高、输送的载荷比较大。传统轴承座支撑的辊道有两种结构，一种是链传动结构，另一种是伞齿轮传动结构，其主要故障源于两方面，一是轴承的损坏，二是伞齿轮的损坏（对伞齿轮传动而言）。

1、辊道轴承损坏的原因分析

① 轴承座改变了轴承的设计油隙

轧钢辊道的工作特点之一就是输送的钢坯温度高，当辊道输送高温钢坯时, 热量就会通过辊道轴直接传到轴承圈上, 轴承必然从圈开始分别向轴向和径向膨胀.传统轴承座中的轴承在轴向, 由于轴承室宽度往往都大于轴承宽度10%以上, 轴承在轴向有处可胀, 轴承不会因此造成“烧损”， 然而轴承在径向, 由于轴承座是上下螺栓固定的结构，轴承室的直径无法改变,当轴承圈随着温度的不断升高不断胀大时,轴承外圈却被轴承座紧固着无法胀大, 因此原始设计的轴承外圈间的油隙就会减小, 轴承就会由于外圈间的油隙过小而产生热量使轴承温度很快升高,直至“抱死”。

为了降低温度提高轴承寿命，有些企业将辊道轴承座设计成穿水结构。这种措施对轴承有有利的一面，也有不利的一面，有利的一面是降低了轴承外圈的温度，使轴承室的润滑油不会被“烤干”，减少了轴承因缺油而损坏的因素。不利的一面是降低轴承外圈温度后（轴承圈的膨胀仍然存在），轴承外圈间的的油隙会更加变小，反倒加快了轴承的发热和损坏。

② 轴承座造成了轴承不同心运转

温度高、载荷大、冲击大,这是不可改变的轧钢辊道工作环境。制作再平的辊道架在生产过程中都会出现变形, 固定在辊道架上的两个轴承座就会同心，装在同一根辊道上的两个轴承就会在不同心的情况下运转, 这种不同心运转造成的“别劲”都作用在轴承上, 轴承的寿命必然会大打折扣。

③ 轴承座造成检查加油不便

轧钢生产的特点要求辊道轴承座必须经常进行检查经常加油,而传统轴承座上盖是用螺栓固定的，要检查或加油必须要打开轴承座上盖，而轧钢生产的连续性又不允许经常停机，因此轴承就会经常缺油，就会加速轴承的损坏。

④ 轴承座密封不严，水、尘严重影响轴承寿命

轧钢生产过程中产生的灰尘不但多, 而且多为坚硬的金属化合物,这些坚硬的灰尘进到轴承中会严重损坏轴承, 降低轴承寿命。另外，因为工艺或设备需要，有很多地方需要往辊道上喷水（溅水），水带着灰尘进到轴承室中，就会更加严重的损坏轴承。传统轴承座在上下开口处都是平面接触密封,输入输出轴孔处大多数都没有密封，少部分有的也只是一般的毛毯密封,在大冲击、多灰尘、多水的工作环境下,大多数时间，即使有密封也根本就不起作用，辊道轴承都是在油、水、灰尘的混合液中运转，严重的影响着轴承寿命。

2、伞齿轮传动辊道故障分析

伞齿轮传动辊道具有传动平稳、噪音小的优点。但是它却存在故障高、更换时间长的缺点。伞齿轮传动辊道故障主要源于轴承损坏和伞齿轮磨损。由于伞齿轮传动的辊道，受安装空间限制，选用的轴承都是寿命较低的轻窄系列轴承，再加上伞齿轮造成的轴向力，轴承的故障率很高是必然的。传动辊道的伞齿轮除了自身磨损快之外，轴承稍有轴向间隙，伞齿轮就会改变啮合状态而很快“秃尖”无法运转。因此伞齿轮传动辊道的故障往往超过其它方式传动辊道两倍以上。   

3、轧钢辊道故障抢修时间对比

轧钢生产过程中，一旦辊道的轴承或伞齿轮出现故障，就必须抢修减少停机时间。对于链传动辊道来说，抢修所必须的时间除了准备和吊装时间之外，主要时间是用在轴承座上盖的拆装上，一般需时间三十分钟左右。对于伞齿轮传动辊道来说，抢修所必须的时间除了准备和吊装时间之外，主要时间是用在轴承座上盖的拆装、伞齿轮箱的拆装、伞齿轮和轴承的拆装上。一般需时间两个小时以上。

二、 减少轧钢辊道故障和抢修时间的佳方案

1、减少轧钢辊道故障和抢修时间的佳方案

综上分析可见，要减少轧钢辊道故障和抢修时间，就要从改变辊道轴承座结构和传动方式入手，多年以来轧钢工作者们为此做了大量的研究和工作。经过多年的探讨和使用，到目前为止，适用于轧钢生产的佳轴承座结构是国家专利技术的无螺栓插装轴承座，专?号是:ZL8.8，专利权人是其平。适用于轧钢生产非频繁正反转启动辊道的佳传动方式是链传动，适用于轧钢生产频繁正反转启动辊道的佳传动方式是电机单拖的整体插装结构。

具体地说，所有的上料辊道、坯料及成品的输送辊道的佳结构与传动方案是：专利技术的无螺栓插装轴承座与链传动的组合使用；所有的粗轧机前后辊道、炉前（出炉）等特殊辊道的佳结构与传动方案是：专利技术的无螺栓插装轴承座与电机单拖?动的组合使用。

2、减少轧钢辊道故障和抢修时间佳方案的效果

由于国家专利技术的无螺栓插装轴承座，根据轧钢生产辊道工作特点专门设计，链传动与伞齿轮传动相比，尽管其传动不如伞齿轮平稳，使用限速没有伞齿轮高，但它完全能够满足轧钢生产需要，伞齿轮传动结构用在轧钢生产辊道上，不但没有发挥出它的高速平稳的优点，反倒较链传动故障多、抢修时间长、维修费用高。俗话说得好，什么是好的？适用才是好的。

上述的方案，所以说是佳，是因为它有如下的效果：

① 可减少一次性辊道制作投资造价（10～20）％。

② 可提高轴承使用寿命3～5倍，可减少轧钢辊道轴承故障80％。

③ 可使抢修更换时间缩短在十分钟以（伞齿轮传动辊道抢修更换时间需要两小时），减少抢修更换时间90％；

④ 可使轧钢辊道的备件消耗和维修费用降低60％。

一个年产30万吨的中型材生产线，可减少建厂辊道部分设备投资100～200万，每年可提高产量3～5万吨，每年可减少因辊道故障停机损失250～350万元，每年可节省备件和抢修费用100～150万元。

三、 减少轧钢辊道故障和抢修时间的佳方案分析

上述佳方案所以有如此效果，让我们分析一下它们的结构特点就一目了然了。

1、 专利技术的无螺栓插装轴承座的结构特点及优点

该专利技术轴承座由上下两块组成的轴承盒和轴承盒定位架构成，轴承盒插置在定位架中,轴承装在夹承于两块轴承盒之间的衬套，该轴承座优点如下：

① 上下插装结构，不会减小轴承游隙，运转不“别劲”

由于该专利技术轴承座上下轴承盒之间无螺栓固定, 因此当外界温度升高或轴承自身温度升高造成轴承径向膨胀时, 上下两块轴承盒之间距离随之加大, 具有调径的功能，让轴承外圈有处可胀, 从而确保了轴承外圈间的油隙不变，发热不"抱死", 不"烧毁"。另外由于轴承盒是上下两块插置在定位架中, 其在垂直方向上是自由的,其在水平横向的轴承盒与定位架之间设计有一定的间隙,具有调心的功能，因此也不会因辊道架的变形造成的轴承座不同心而缩短轴承的寿命。

② 上下插装结构与链传动组合使用， 易于拆装省时间

由于该专利技术轴承座为上下插装结构，其与链传动组合使用后，当辊道出现故障时，只要打开传动链，吊出辊道再换一根接上传动链就可运转，不用像传统轴承座那样拆装螺栓，更不用去拆装伞齿轮箱、辊道轴承和伞齿轮，从而可减少90％的抢修时间，大幅度提高轧机作业率。

③ 上下插装结构与链传动组合使用，可选用重载系列轴承

使用该专利技术轴承座与链传动组合使用，轴承的直径、厚度均不像伞齿轮那样受安装空间限制，设计时可根据需要选用各种重载系列轴承，在设计上就可提高轴承寿命2～3倍。

④ 设防护衬套，运转中可打开上盖，易检查,易加油

由于该专利技术轴承座，在上下盒之间，设有特殊尺寸、且带有加油孔的衬套，运转中可随时打开上盖，随时检查,随时加油，可保证轴承不缺油寿命高。

⑤ 设防护衬套，密封结构合理，密封效果好

由于该专利技术轴承座，在上下盒之间，设有特殊尺寸、且带有加油孔的衬套，在衬套与端盖间根据需要还可加设密封压盖，可保证即使把轴承座埋在尘埃中运转，尘埃也不会进到轴承室，从而提高轴承寿命。

2、专利技术的无螺栓插装轴承座的适用围

该专利技术轴承座适用于下列生产线及设备：

① 轧钢生产线从原料装炉一直到成品包装的所有输送辊道。

② 钢板展平生产线及其它生产线上的各种输送辊道。

③ 轧钢升降台偏心轮轴以及其它冶金生产线上的各种翻转设备轴上的轴承支承。

④ 矿山、煤炭、化工等行业中的低转速、大载荷传动轴的轴承支承。

3、链传动的结构特点及优点分析

链传动较伞齿轮传动用在轧钢辊道传动上，具有下列优点：

① 故障少。其原因一是由于链传动的链条是滚筒链，在工作中链条的滚筒自身以及滚筒与链轮之间，都是滚动摩擦，而伞齿轮与伞齿轮之间是滑动摩擦，摩擦系数相差了两个数量级。二是链传动的辊道轴承可以根据需要选用重载系列的，轴承的设计寿命本身就是伞齿轮传动辊道的三倍。三是链传动没有伞齿轮传动对轴承产生的轴向力。

② 造价低。其原因一是链传动所用的滚筒链属于标准件，我们需要加工的只是一个链轮，加工难度和加工量远小于伞齿轮、伞齿轮箱及连接轴。二是链轮和链子的重量只是伞齿轮、伞齿轮箱及连接轴重量的三至五分之一。三是链传动端的辊道架宽度只是伞齿轮箱处的辊道架宽度的三分之一。

③ 更换快。更换链传动辊道时，只要拆装头即可（使用专利技术的插装轴承座），而要更换伞齿轮传动辊道时，不但要拆装伞齿轮箱，而且更换连接轴的伞齿轮时，还要拆装伞齿轮和轴承。因此更换链传动辊道时间只是更换伞齿轮辊道时间的十分之一。

来源：云轧钢

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