涂機涂輥軸承改型的分析及應用

康海林

（攀鋼集團成都板材有限責任公司，四川 成都 610300）

一、涂機軸承存在的問題

彩色涂層生產線是專門用于對冷軋板、熱鍍鋅板、高鋁合金板、不銹鋼板等材料表面進行連續漆料涂裝的機組裝備。攀鋼的彩色涂層生產線采用的是兩輥式底涂和三輥式精涂正面、兩輥式精涂背面的涂敷方式。在進行膜厚控制作業過程中，其他參數都最大優化后，為了獲得較薄的干膜厚度，同時減少稀釋劑的使用費用，采用增大輥壓的方式來控制膜厚，并取得較好的效果。但是同時也帶來了一些問題，主要是來自設備方面：精涂機掛料輥、涂輥軸承頻繁損壞，對正常生產產生了非常嚴重的影響。原設計的軸承為帶座外球面調心球軸承UCC211，由日本NSK生產，采用增大輥壓的工藝后，生產涂料費用下降了，但軸承平均每月消耗12套左右，而主要損壞軸承的輥子只有四根，即占用八套軸承，這使得備件及維修費用增加，并影響產品質量。鑒于這種情況，亟需解決涂輥軸承頻繁損壞問題。

二、改進措施

通過記錄精涂機背涂輥和面涂輥的壓力，得出壓力數據，且對比壓力數值和軸承損壞頻率可以看出，在壓力大的時間段內，軸承更換頻率相對較高，在壓力小的時間段內軸承更換頻率相對較低，而且軸承大部分為內圈沿徑向斷裂。

根據機組運行參數可以做以下計算，得出軸承的理論壽命：設機組運行速度為60m/min，輥速比為1.06，輥徑為215mm，可得：輥子轉速＝94.2r/min。

已知球軸承UC211的額定動載荷為C=29.2kN，根據軸承壽命計算公式：L10=(C/P)ε，球軸承ε＝3，滾子軸承ε＝10/3。當輥壓按原設計壓力5～8kN狀況下運行時，P=5kN時：L10=(29.2/5)3＝199 176 704（r），相當于連續工作1 468.3天。

而在實際使用中，軸承載荷達到20kN的力，在此工況下，P=20kN時：L10=(29.2/20)3＝3 112 136（r），相當于連續工作22.9天。

因為裝配精度等其他各方面的原因，軸承的實際使用壽命只有2～3天。最終決定對該軸承進行換型改造。

根據實際工況，選用如圖1所示的結構，即圓錐孔軸承配合緊定襯套、止動墊圈和圓螺母緊固的組合形式，實現軸承在光軸上的定位緊固。軸承型號為21312CK+H312的軸承加緊定襯套。下面進行軸承的理論壽命校核。

圖1

軸承21312CK的徑向基本額定動載荷C=211kN，根據軸承壽命計算公式：L10=(C/P)ε，21312CK為滾子軸承，ε取10/3，當輥壓力20kN時，即P=20kN：L10=(C/P)ε=(211/20)10/3＝2 575 381 265（r），相當于軸承連續工作18 985.77天，即52年。

三、取得的成效

2008年3月完成對背涂掛料輥（鋼輥）軸承換型改造后，通過3年的使用，沒有發生損壞現象，而且旋轉精度及其他性能參數均滿足生產工藝要求。

軸承壽命在改造前為2～3天，預計改造后實際平均使用壽命為兩年。僅此項軸承消耗節省的經濟效益即為近6萬元。改造后，背涂提升輥可恢復原較低的位置，使得帶鋼在背涂輥上的包角達到設計要求，基本可以杜絕因帶鋼板型不好造成背涂漏涂的缺陷。同時，生產中對漆膜厚度控制調節較簡單，通過調整輥壓即可，對油漆黏度要求降低，涂料中稀釋劑的含量也可適當降低，在不影響產品質量的基礎上，有效降低了生產成本。

[1]朱立，徐小連.彩色涂層鋼板技術[M].北京：化學工業出版社，2005.

[2]成大先.機械設計手冊（第2卷）[M].北京：化學工業出版社，2002.

[3]機械工業信息研究院，洛陽軸承研究所.軸承[M].北京：機械工業出版社，2003.