燒結機臺車車輪故障原因分析及對策

摘要：針對燒結機臺車車輪軸承高溫、重載、沖擊振動、粉塵沖刷和水沖淋的工況特點，對臺車車輪軸承損壞的原因進行分析，通過改進臺車車輪及軸承結構、改善臺車車輪修復工藝、優化臺車運行環境的方法來進一步提高臺車車輪的壽命，提高設備的穩定性，同時降低設備修復費用。本文主要對燒結機臺車車輪故障進行分析，采取相應對策改善軸承工況，提高車輪軸承使用壽命。

關鍵詞：燒結機 臺車 車輪 軸承 改進

1. 臺車車輪材質及潤滑方法

燒結機臺車一般采用車輪與軸承分體安裝的結構型式，車輪與軸承組合安裝，可分別維護。車輪材質為45#鑄鋼，整體調質，硬度HB220～255。輪面高頻淬火，硬度達到HRC45-50為宜，表淬深度2～3mm。軸承為雙列圓錐滾子（型號352222X2-2），潤滑脂使用1#極壓鋰基脂，軸承上機時涂滿油脂，在線運行時每周人工加一次油。

2. 臺車車輪軸承主要故障分析

在整個過程中，臺車軸承經受著高溫、重載、沖擊振動、粉塵、氣流沖刷和水沖淋等惡劣的工況，臺車車輪軸承滾子磨損加劇，經常出現損壞，需要停機對其更換。臺車車輪軸承的磨損失效，不僅增加了臺車非周期更換次數，增加了燒結機停機時間，同時增加了臺車維修費用。

由于臺車車輪處結構比較復雜，承受的載荷較大，對潤滑的要求高，同時燒結機臺車的工況條件比較惡劣，軸承滾子內經常進入細料和其他雜質，造成軸承磨損加劇，臺車輪子經常發生脫落、卡阻、輪蓋破裂等故障。

3. 車輪軸承損壞機理分析

3.1. 滾動軸承失效模式分析

滾動軸承的失效模式主要有疲勞、磨損、腐蝕、電蝕、塑性變形、斷裂開裂等。燒結機臺車選用軸承為雙列圓錐滾子軸承，運行中為低速重載，運行環境為高溫粉塵，因此失效模式為疲勞、磨損和塑性變形。

3.2. 臺車車輪軸承故障原因分析

軸承故障原因主要有：

3.2.1.車輪密封設計不良，軸承易進入雜質；

3.2.2.軸頭磨損后，與軸承間配合不能保證，在較大軸向力作用下，軸承軸向移動；

3.2.3.臺車跑偏后軸承受力加大。

車輪方面原因表現為：

3.2.3.1.車輪與軌道接觸表面磨損、壓饋；

3.2.3.2.車輪內孔表面磨損；

3.2.3.3.車輪后方密封臺階過度磨損，車輪外表面熱處理硬度偏低，在與軌道接觸中過快劣化；多次裝配后車輪內安裝表面磨損，與軸承配合間隙無法保證過盈量，內圈磨損嚴重；車輪后部的密封臺階與對應隔離環（二）長期處于相對滑動狀態，磨損加劇后出現間隙，軸承進散料而損壞。

4. 軸承改進和應對措施

針對現有故障，分別對車輪和軸承進行改造，具體改進措施如下：

4.1. 車輪結構改良

改善車輪后部密封的結構型式，提高密封橡膠材質來增強密封性能。原密封使用Z型橡膠圈，強度不足且不易維護。現密封采用氟橡膠骨架密封，強度增加，且方便拆卸與安裝，提高密封性能，使散料不易進入軸承內部。

4.2. 軸承結構改善

改變軸承滾子錐度，從11度增至13度以提高該軸承的軸向承載能力。取消軸承內圈中間隔圈，便于軸承安裝，更好實現軸承定位。

4.3. 改進車輪結構

改進車輪結構，針對臺車車輪常出現的故障，改進方案有如下三種：

方案1：原有基礎上改進， 車輪與卡輪間采用可更換的迷宮密封，既可密封，避免軸承進散料而損壞，也可減少當原凸臺磨損時車輪需整體更換；卡輪與軸間采用二硫化鉬等潤滑材料，實現自潤滑，減少加脂不到位引起的磨損；車輪軸末端使用卡板防止軸向竄動，替代原有的螺釘定位方式。

方案2：引進一體化車輪結構，是能承受徑向和軸向高負載的自密封軸承。兩排滿裝滾柱軸承制造與安裝精度高，可承受徑向力，單獨安裝；軸向載荷由中間交叉滾子承受。該組合軸承結構的臺車可適應燒結過程臺車的高溫度、高負載工況。

該軸承結構特點如下：

中部交叉滾子軸承可解決軸向承載能力小的不足；

車輪前后位置采用可靠Y型防塵圈，一次性封入油脂，確保軸承潤滑。

所用軸承均無保持架，故障減少，滾子與滾道之間靠加工精度保證合適間隙。

輪體材質采用50CrMo，通過熱處理表面HRC50以上。目前國內已有鋼鐵廠使用該種一體化車輪，在線使用效果不錯。

4.4. 工況改善

4.4.1.車輪卡輪處進行吹掃

臺車修理場所環境較差，粉塵等異物進入軸承，容易造成軸承的磨損，粉塵及有碎料的地方主要有九輥處、尾部星輪處，在這些有碎料的地方采取氣管吹掃的措施，來清除落料。

4.4.2.臺車年定修調向

由于燒結機臺車在四樓返程軌道處出現起拱現象，在返程軌道上臺車后輪騰空，前輪著軌，承受載荷較大，通過在定年修停機中對臺車進行調向，平衡臺車前后輪負載不均的狀況。

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作者簡介：

程明森（1988.8—），男，河南鄧州人，寶鋼股份煉鐵廠，郵編：201999