十一輥矯直機支承輥軸承損壞原因分析

祁峰巖

一、簡介

型號為3500十一輥熱矯直機是全液壓強力矯直機，是目前最新最先進的產品，輥系采用油氣潤滑方式。安裝調試時，輥系僅使用一個月就出現支承輥軸承損壞事故。經解體檢查，支承輥軸承骨架斷裂，輥體轉動卡阻，內外圈圓周表面出現嚴重研傷，部分支承輥與工作輥接觸面劃傷。由于分解后支承輥軸承座孔也有油，廠家判斷可能是裝配不良或油氣管路回油不暢所致，但經廠家修復后僅使用了幾日便又出現異響，分解后發現下支承輥軸承座中間一組單側軸承全部損壞，另一側完好，上支承輥軸承座中間一組單側軸承有一個軸承損壞，其余未發現異常。

二、軸承座油孔凹槽與端蓋接合面

（1）軸承損壞嚴重的下支承輥軸承座，四個進油孔通過凹槽與端蓋接合面相通，軸承完好的支承輥軸承座，四個進油孔凹槽與端蓋接合面不相通（圖1），進油孔位置都在軸承座的中間位置。

（2）出現軸承損壞的上支承輥軸承座，五個進油孔位置都在軸承座內孔的外側離端部10mm，凹槽通過油孔連接到軸承座中部，另一端與端蓋接合面相通（圖2），其余軸承座與此一致。

（3）查閱查矯直機圖紙，下支承輥軸承座油槽沒有與端蓋接合面連通，上支承輥軸承座結構，油槽位置與實物一致。

根據上述檢查認為，出現故障的下支承輥軸承座實物，與圖紙要求的軸承座油道位置不符，上軸承座實物，與圖紙要求的油道位置相符。

三、原因分析

1.油氣潤滑機理

油氣潤滑又稱為氣液兩相流體冷卻潤滑技術，壓縮空氣是潤滑油的輸送載體。如圖3所示，在油氣管道中，潤滑油是以較大的顆粒粘附在管道內壁四周，當壓縮空氣高速向前流動時，油沿著管壁波浪形地朝氣流方向輸送，油滴逐漸被壓縮空氣吹散、變小和越來越扁平，互相之間的距離也越拉越長，經過約0.5m長的管道后，原先間斷地粘附在管壁四周的油滴已連成一片，在管壁上形成了一層均勻的連續環狀油膜。在油氣管道中，油和氣的流動速度不同，油沿著管壁流動，流動速度約2～5cm/s，而氣是在管道中間流動，流動速度可達50～80m/s。由于油和氣的流動速度相差較大，所以油和氣不是融合在一起，即從油氣管道出來的油和氣是分離的，但從肉眼觀察仍是以連續精細油流噴射到潤滑點上。

2.分析

（1）下支承輥軸承座。軸承的潤滑應是油氣從軸承座進油孔通過凹槽和軸承外圈中間環槽油孔進入，油氣分開兩側噴入滾珠滑道，油滴隨著軸承不斷旋轉而形成油膜，達到潤滑軸承的作用。然而，由于下支承輥軸承座四個進油孔通過凹槽與端蓋面相通，大部分（甚至全部）油氣通過凹槽、端蓋面與軸承外側縫隙流走，進入端蓋內側與軸承形成的空腔中，無法進入軸承滾珠滑道，也就起不到潤滑軸承的作用，檢查可見軸承座內孔有油，其實軸承缺油，造成一列四盤軸承全部損壞，而另一列油氣供應正常。

（2）上支承輥軸承座。五個進油孔位置都在軸承座內孔的外側離端部10mm，進油孔通過凹槽連接到軸承座的中部，軸承座端蓋壓入軸承座為9.5mm，軸承寬度100mm，外側有4mm的倒角，因此進油孔位置與軸承外圈無法形成密封，油氣進入了端蓋內側與軸承形成的空腔中，潤滑油無法正常到達軸承。由于運行時間短，只有一盤軸承損壞，若運行時間更長一些，其余軸承會全部損壞。

（3）支承輥軸承損壞是潤滑不良所致，潤滑不良的原因是下軸承座油槽加工失誤，上軸承座的油槽設計不合理。

四、故障處理

將所有支承輥軸承座分解，對下支承輥軸承座加工失誤的油槽端部進行補焊、打磨、封堵，恢復圖紙設計結構。上支承輥軸承座油槽重新打孔，油氣的出口改在油槽中部，油槽端部進行補焊、打磨、封堵，使之建立合理的油氣潤滑油道。徹底清洗疏通裝配后問題得以解決，目前輥系已使用三個月，各軸承均運行正常。

五、結語

油氣潤滑與其他潤滑技術相比有著無可比擬的優越性，但對軸承座的設計要符合油氣潤滑的要求，假如上述結構采用干油潤滑的方式，就不會出現問題。所以，隨著潤滑技術的發展，要對加工裝配的工人進行相應培訓，使其對新的潤滑方式有一定的了解，避免犯類似錯誤。