高線軋機滾動導衛壽命的提高

肖國偉

（天津天鐵冶金集團棒線廠，河北涉縣 056404）

高線軋機滾動導衛壽命的提高

肖國偉

（天津天鐵冶金集團棒線廠，河北涉縣 056404）

針對滾動導衛的導輥和軸承過早失效而引起的使用壽命低下的問題，分析出其產生原因為導輥的材質和孔型選擇不當、軋件尺寸控制不當，導輥冷卻質量不好等幾方面，通過施行優選導輥、控制料型尺寸、保證充分的冷卻等改進措施，有效降低了導輥和軸承的消耗量，降低了生產成本，提高了經濟效益。

高速線材 滾動導衛 導輥 軸承 改進

1 引言

天鐵棒線廠共28架主軋線軋機，為全連續布置，因滾動導衛的作用是保證軋制過程中軋件的順利咬入和軋制的順利進行，所以高線整條生產線的所有偶數架次及精軋入口架均采用滾動導衛。可見滾動導衛在軋制過程中起到了非常重要的作用，必須加以重視。導輥和軸承是滾動導衛的2個主要零件，消耗大，更換頻繁。提高導輥和軸承的使用壽命，既提高了滾動導衛的壽命，又有利于生產的順利進行和成本的降低。

2 滾動導衛壽命低的原因分析

滾動導衛由導衛盒、導衛板、支臂、導輥、軸承等部件組成。造成滾動導衛使用壽命低的主要原因是導輥、軸承、導衛板等零部件過早失效。其中以導輥失效最為常見，軸承次之，導衛板失效極少發生。故以下主要側重分析導輥和軸承過早失效的原因，并提出改進措施，從而保證滾動導衛的使用壽命有大幅度的提高。

2.1 滾動導衛的導輥過早失效

導輥的主要失效形式是磨損、表面出現裂紋以及被軋件沖撞斷裂。導輥磨損到一定程度，就喪失了其準確的導向能力，不能準確地進入孔型，如果不及時更換導輥，很容易產生堆鋼。導輥與高溫軋件直接接觸，所以一旦導輥出現表面裂紋，在軋制過程中很容易會出現導輥斷裂現象。因此以下圍繞導輥的失效形式分析導輥過早失效的原因，即滾動導衛壽命低的主要原因，提出改進措施，提高滾動導衛的使用壽命，實現高效益、低成本的生產。

2.1.1 導輥的材質和孔型選擇不當

導輥在軋制過程中始終與高溫軋件接觸，連續的沖擊和摩擦熱會使導輥磨損；同時軋件帶著氧化鐵皮以及其他一些雜質經過導輥時也會加快導輥的磨損，所以要求導輥的材質必須具有耐磨性。

如果導輥材質內部存在晶粒粗大、夾雜等內部缺陷，在熱軋件連續的沖擊下，導輥表面易產生微裂紋，通過繼續軋制，微裂紋繼續擴大延伸，造成導輥失效。當導輥與高溫軋件接觸時，導輥受高溫軋件及摩擦熱的作用，導輥表面溫度升高產生膨脹，如果導輥的材料導熱性差，那么導輥表面的熱能不能及時傳出，使導輥內外產生溫度梯度，導致導輥表面產生壓應力；當高溫軋件穿過導輥時，導輥表面受冷卻水的作用，溫度降低產生收縮，故導輥表面產生拉應力。這種反復交變的應力會使導輥表面產生微裂紋，如果不及時更換導輥，導輥微裂紋會不斷擴展，造成導輥斷裂。因此導輥的材質非常重要，一旦材質達不到要求，不僅會影響生產效益，而且有可能會發生生產事故。

導輥的孔型選擇不合理會造成軋件引導不順，導致堆鋼事故發生，間接地導致導輥失效。某棒線廠曾發生過一次事故，精軋調整工誤將26架滾動導衛安裝在24架，造成了堆鋼。

2.1.2 軋件尺寸控制不當

導輥的作用是正確地將軋件導入軋機，在生產中，對料型尺寸的要求非常嚴格，符合要求的軋件尺寸會使導輥磨損處在正常磨損范圍內，一旦軋件尺寸不符合要求，不僅會加速導輥的失效，更有可能會產生堆鋼，造成生產事故。

導衛裝配時是按規定要求進行裝配的，導衛開口度在要求范圍內，所以當軋件尺寸偏大時，此時軋件通過導衛時，會擠壓導輥，使導衛支臂被撐開，導輥夾緊力增大，造成了導輥過度磨損，從而導致導輥失效。現場曾發生過一次因精軋機輥箱上調整輥縫的裝置失靈，導致出23架軋機的料型尺寸偏大，造成24架入口滾動導衛鼻尖磨損嚴重，無法再次使用，導致導衛失效的事故。導輥被沖撞斷裂見圖1。鋼絲堆在25架入口滑動導衛，造成滑動導衛失效。

圖1 滾動導衛部件失效圖

當軋件尺寸偏小時，導輥很難夾持軋件，使軋件在機架之間產生抖動，發生倒鋼，軋件沿導輥對角線位置磨損導輥兩邊，降低了導輥的使用時間，從而降低了滾動導衛的使用壽命。倒鋼時導輥磨損圖見圖2。

圖2 倒鋼時導輥磨損圖

2.1.3 導輥冷卻質量不好

導輥與高溫軋件直接接觸，導輥的冷卻質量的好壞直接決定了導輥的使用壽命。如果冷卻水控制不當，很容易產生導輥炸裂、導輥磨損嚴重、燒軸承等嚴重事故發生。現場曾對卸下的導衛進行檢查發現，因導輥冷卻不夠，導致導輥表面局部顏色不正常，出現過熱現象。良好的冷卻可以減少導輥的磨損和炸裂，降低軸承的工作溫度，提高導輥和軸承的使用壽命，從而大大提高了導衛的使用壽命。可見，如果導輥冷卻不當，不但會降低導衛的使用壽命，而且會增加生產成本，因此一定要加以重視，盡可能減少類似問題的發生。

造成導輥冷卻不當，有以下幾方面原因：

（1）冷卻水水壓控制不當。根據現場實踐證明，冷卻水水壓一般維持在0.5 MPa，如果水壓太大，當冷卻水打到導輥表面時會被彈出來，起不到好的冷卻效果；當冷卻水水壓小于0.5 MPa時，由于水壓小，冷卻水無法沖破導輥表面蒸汽膜，造成冷卻效果不佳。

（2）冷卻水水質有問題。由于水中含有油和其他雜質，造成導輥冷卻不夠，引起導輥過熱，加速其磨損，不僅如此，通過熱傳導使軸承受熱膨脹，造成軸承燒毀，使導衛無法繼續正常使用。

（3）冷卻水噴射口堵塞。冷卻水在循環使用的過程中，水中還有大顆粒的雜質，造成噴射口堵塞，或者軋件表面脫落的氧化鐵皮堵塞噴射口，引起導輥冷卻不充分；無論以上哪個原因造成導輥冷卻不好，都會引起導衛使用壽命降低，因此一定要加以重視，找出解決措施。

2.2 滾動導衛的軸承過早失效

軸承的主要失效形式是滾珠轉動不靈活和軸承保持架斷裂。滾動導衛軸承過早失效一般是因為滾珠轉動不靈活，造成導輥局部磨損嚴重，導致導輥報廢，滾動導衛使用壽命降低。雖然軸承保持架斷裂一般不會發生，但不論是滾珠轉動不靈活，還是軸承保持架斷裂，都應該分析其原因，加以重視，減少和預防因導衛軸承過早失效導致的滾動導衛使用壽命低。

2.2.1 油氣潤滑效果不佳

導輥軸承的密封形式是通過油氣潤滑系統產生高壓氣流，使導輥內外產生壓差來實現的，這樣可以避免水或者其他雜質進入軸承。但前提是必須保證油氣的供給量在一定范圍內，如果油氣不足，就無法起到密封的效果，很容易使油氣中的雜質進入軸承。由于軸承和滾珠之間的間隙非常小，一旦油氣中的雜質進入軸承，滾珠被卡，會造成導輥局部磨損嚴重，導致導衛提前失效。經實地考察，發現許多棒線廠曾發生過多次因滾珠轉動不靈活，導致導輥局部磨損嚴重的案例，見圖3。

圖3 導輥局部磨損

2.2.2 軸承安裝不合理

軸承是支持導輥工作的重要部件，軸承安裝不合理不僅會影響軸承的使用壽命，更有可能引起生產事故，因此一定要加以重視。用鐵錘直接將軸承砸入導輥內是軸承不正確的安裝方法，不僅容易引起軸承變形，降低了軸承的使用壽命，還容易將雜質帶入軸承，引起燒軸承。

2.2.3 導輥冷卻不充分

導輥冷卻不好，不僅會影響導輥的使用壽命，而且影響軸承的使用壽命。如果導輥冷卻不充足，高溫軋件經過導輥，經過一段時間的軋制，不僅會使導輥處在高溫狀態，通過熱傳遞，軸承也處在高溫狀態，軸承中的潤滑脂在高溫狀態下失去了潤滑作用，加之高速運轉，在軸承中便會產生熱應力。經過一段時間，很容易造成軸承保持架斷裂。天鐵棒線廠至今還沒有發生因軸承保持架斷裂而造成的導衛過早失效事故，在其他廠曾發生過因軸承保持架斷裂，引起了嚴重的生產和質量事故，因此一定要加以重視。

3 改進措施及產生的效果

3.1 導輥的優選

因導輥材質有問題，經常發生導輥炸裂，不僅影響了生產、損壞了設備，更有可能發生生產事故，造成更嚴重的后果。為了杜絕此類問題再次發生，采取了一定的解決措施。為了減少導輥因材質問題造成提前失效，故采取更換別廠家的導輥進行試用，經過實踐證明，導輥使用壽命明顯提高。以精軋機導輥為例，原來每對導輥最多只能過150根左右的鋼坯就必須報廢，經現場統計，現增加到每對導輥可以過300根左右鋼坯，導輥的使用壽命有了明顯的提高。為了更好地維護導衛，要求導衛裝配工安裝導輥時要認真確認孔型后方可安裝，避免導輥孔型安裝不合理造成堆鋼；要求精軋調整工要嚴格核對導衛機架，避免“張冠李戴”。

3.2 料型尺寸的控制

要求調整工按標準調整料型尺寸，減小因料型尺寸過大對滾動導衛產生嚴重的損壞，或因料型過小產生倒鋼，對導輥產生較大的磨損。軋機在軋制過程中，其軋輥或輥環的輥縫在經過一段軋制時間后，輥縫會發生不同程度的變大，這就要求調整工要頻繁地檢查料型尺寸，及時調整輥縫大小，以保證標準料型尺寸。通過完善生產管理制度，嚴格要求調整工的工作作風，要求軋線調整工每小時現場測量一次粗中軋料型尺寸并記錄，以保證料型尺寸符合標準要求，避免因料型控制不當造成堆鋼，損壞導衛和軋機。經過一段時間的現場實踐，取得了明顯的效果，滾動導衛因料型控制不當引起的損壞明顯減少，其使用壽命明顯提高。這樣不僅降低了生產成本，還提高了經濟效益。

3.3 保證充分的冷卻

良好的冷卻不僅能降低導輥的磨損和炸裂，還能降低軸承的燒損，從而提高了滾動導衛的使用壽命。現場曾多次因導輥冷卻不充分，造成導輥炸裂，軸承燒損，大大降低了滾動導衛的使用壽命，嚴重影響了經濟效益。針對這一情況，我們檢測了冷卻水中油和雜質的含量，檢測結果表明，油和雜質的含量超標，為此改進了水處理系統，降低了冷卻水中油和其他雜質的含量，改善了水質。嚴格控制冷卻水的水壓，保證冷卻水的水壓在0.5 MPa，使導輥能夠充分冷卻；派專人定期檢查水壓和水質問題，一定程度上提高了滾動導衛的使用壽命，但并不能達到預期的效果，通過現場調查發現，冷卻水噴射口被脫落的氧化鐵皮堵塞，造成水路不通暢。為此，我們又采用了一些改進方法，定期用壓縮空氣對冷卻水管路進行清潔，保證水路通暢。通過不斷地努力和改善，高線滾動導衛的使用壽命有了顯著的提高，導輥炸裂由原來的每月都發生減少到了半年內都很少發生。

3.4 改善油氣質量和改進軸承安裝方法

由于油氣潤滑不足，導致軸承滾珠轉動不靈話，造成導輥局部磨損嚴重，導衛提前失效的案例比比皆是。為了杜絕這一問題繼續發生，經過現場分析，采取了一定解決措施。首先，及時清理油氣管中的雜質，定期更換油氣濾網，保證油氣的純凈度，減少油氣中的雜質；其次，定期通過儀器測定油氣的供給量值，使其保證在規定的范圍內，通過不斷的努力實踐，油氣潤滑已經滿足了需求，以前由于潤滑效果不佳引起的問題，現已基本上不再發生。嚴禁采用鐵錘將軸承打入導輥內，現已采用專門壓力機將軸承壓入導輥內，通過不斷改進，大大降低了生產成本。

4 結束語

通過對導輥材質、料型控制、冷卻水和油氣潤滑質量和軸承安裝的改進，導輥和軸承過早失效的現象大幅度減少，滾動導衛的使用壽命大大提高，貫徹了低耗能、低成本、高效益的生產方針。

Analysis and Improvement of Short Life of Rolling Guide at High Speed Wire Rod Mill

Xiao Guowei
(Bar Rolling Mill,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

The problem of rolling guide short life due to premature failure of roller and bearing is analyzed and causes are inappropriate roller material and pass selection,improper stock dimension control and poor roller cooling.Improvement measures are taken,such as carefully selecting roller,controlling raw material shape and dimension and ensuring sufficient cooling,in order to effectively reduce roller and bearing consumption,lower production cost and increase economic benefit.

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肖國偉，男，2006年7月畢業于河北工程大學機械設計制造及其自動化專業，現在天鐵棒線廠從事設備管理工作。

（收稿 2012－03－30 編輯 潘娜）