李漢超
【優必勝（上海）精密軸承制造有限公司】
摘 要：軋輥軸承是軋機的一個重要部件，軋輥軸承的安裝和維護質量的好壞，對軸承的使用壽命有重要影響。本文介紹了軋機用四列圓柱滾子軸承的安裝和維護經驗，以期能夠為四列圓柱滾子軸承的安裝與維護提供一定的實踐經驗。
關鍵詞：軋機；四列圓柱滾子軸承；安裝；維護
一、前言
軋機用四列圓柱滾子軸承是軋機輥系上應用得十分廣泛的一種軸承，常熟鋁業股份有限公司熱軋機機組支撐輥采用的是四列圓柱滾子軸承與止推軸承相結合的型式，四列圓柱滾子軸承可承受較大的徑向力，軸向力由單獨的止推軸承承擔。與一般的滾動軸承相比，軋輥軸承的工作環境比較惡劣，工作載荷也比較大，大部分在早些時候出現破損的軋輥軸承，并不都是由于其自身就有著一定的品質缺陷，多數情況下是因安裝方式不正確且沒有進行必要的維護保養所引起的，經統計，造成軸承失效的原因中軸承潤滑不良占35%，軸承污染占15%，安裝不良占 20%，材料的疲勞失效占30%。因此正確安裝、維護軋輥軸承是關系軋輥軸承壽命的重要因素。
二、四列圓柱滾子軸承的安裝
（一）安裝前的準備工作
（1）安裝場地要選擇一個清潔、干燥的工作場合，所有的工具都應準備齊全并保持清潔，安裝不應靠近焊接場地，以防有碎屑或灰塵進入軸承，安裝前應當認真對照說明書或圖紙，對軸承各元件的安裝次序及工作步驟做到清楚明了，從而節省裝配時間，減少軸承在空氣中的污染；
（2）在進行安裝工作前必須對各個配件，其中含有輥頸、軸承箱等都需要進行表層檢測，對配件的規格、狀態、精密性和公差進行檢驗，確定其是不是滿足設計所需要的標準。與軸承相組合的零件精度如果達不到設計要求，就會改變軸承的原有精度；
（3）針對與軸承表層相結合的區域，包含輥頸、各個孔洞及其邊角和毛刺都需要進行適當的清除，否則，會影響軸承安裝和劃傷軸承表面，進而雜物掉入軸承內部，直接引起軸承早期破壞；
（4）新軸承打開包裝后，應檢查其裝配尺寸是否符合安裝要求，同時檢查外觀是否有生銹、磕碰傷、毛刺等缺陷，以及套圈編號是否正確，如有異議，應與供應商聯系或退貨。
（二）安裝輥環和內圈
輥環和內圈一般由軋輥加工廠進行組合調試，其中有兩片內圈都被安裝于各個四列圓柱滾子軸承當中，通過過盈的方式將內圈及輥徑進行結合，而在組合調試之前都需要對內圈進行必要的升溫處理，膨脹到要求尺寸之后才能安裝到軋輥輥徑上，之后再進行內圈外徑磨削。
安裝前，首先要復查軸承內徑和輥徑實際尺寸，以便確認兩尺寸是否滿足設計時的過盈量要求；加熱完成后，要迅速檢查軸承內徑尺寸，看其是否能達到安裝要求。否則，內圈可能裝至一半而抱軸，無法將內圈推到要求位置，從而浪費了內圈資源；在四列圓柱滾子軸承中，內圈通過過盈的方式與輥頸進行結合，而在具體的安裝過程中必須對內圈進行升溫，使溫度升高到100℃左右，但是不可大于150℃，時間為2小時以內，否則可能使內圈材料組織發生改變，內圈冷卻后不能收縮至原尺寸，從而造成配合的過盈量達不到設計要求。升溫，可通過油槽或感應進行溫度的提升，萬不可通過明火的方式進行升溫處理。
通過油槽的方法進行升溫的過程中，其內徑擴增量必須依據以下公式計算得到：
在公式當中：
△d：表示為溫度升高之后內圈的內直徑增加量（mm）；
△t：表示為液體油溫與室內溫度之間的差值（℃），假定室內溫度為20℃；
D：表示為最初內圈的內直徑（mm）。
在對雙內圈進行安裝的過程中，內圈在進行冷卻時需要順著軸承的方向使得內圈與其端面緊密的結合在一起，從而確保沒有間隙出現，并通過塞尺展開測試。（詳見圖1）
（三）外圈和滾動體的安裝
外圈與軸承座內孔一般為過渡配合。首先應檢查軸承座的圓度，測量前應徹底清潔軸承座，用內徑千分尺在軸承座內孔的四個位置測量，每個位置相隔90°分別測量2次，確保圓度符合圖紙要求。同一套四列圓柱滾子軸承，外圈與滾子組件的復圓尺寸是配出 來的，所以盡可能不要混裝，以保證軸承原加工精度。在軸承座靠近輥身的一側的端蓋上安裝骨架密封、水封和o形圈，再把端蓋裝到軸承座上，按照次序將邊圈、外圈及其配件、擋圈等進行安裝，保持架上的螺紋孔是用來吊裝用的，可以采用外圈上備用的安裝孔，吊起外圈及其配件，并豎直放入軸承箱當中，而小型軸承，可利用銅錘把外圈、滾子及保持架慢慢敲進軸承中。此外，在進行外圈的安裝過程中，需要時刻關注其表面與保持架 表面是不是存在有標識，如果有，就需要在安裝的過程中保持標識的同一性；對有活擋的四列圓柱滾子軸承，其各個配件，一定要按照套圈端面上標注順序安裝，切勿混裝（詳見圖2）。
如果配件的表面都沒有任何標識，或者只有其中一個有，那么為了防范于未然，必須依據軸承包裝的拆裝初期狀態次序進行安裝，也就是說不可錯裝一套軸承的配件及外圈滾道，不然的話軸承的滾子會因為無法得到均勻的受力而出現軸承損壞的問題。
外圈端面上分別四等分并標注1、2、3、 4四個載荷區（詳見圖3），第一次安裝時，使用載荷區1，之后每運轉一定的使用周期后應對軸承徹底檢查清洗檢查一遍，并更換載荷區。為此能夠在最大程度上延長軸承中各個配件部分的使用期限，同時還可以有效避免滾道出現部分區域過早發生損壞脫落的問題。
拆卸軸承時把用來定位軸承座防止其軸向竄動的緊固裝置拆除之后，軸承座連帶內部軸承便可作為一個整體進行拆除，在對軋輥進行更替的過程中，軸承座能被直接安裝至早已設置好的內圈軋輥上。（見圖1、圖2、 圖3）
三、對于四列圓柱滾子軸承的潤滑
在軸承的實際使用過程中，為了在最大程度上確保軸承能夠正常的運行，就需要進行完全的潤滑處理；
第一，避免或者在最大程度上降低軸承與滾動體、滾道及保持架間的接觸，從而減低摩擦所引起的損耗；
第二，將油膜塑造在摩擦面，在油膜塑造完成之后，能夠有效擴增各零部件的接觸面積，從而能夠在一定程度上降低接觸面的拉應力，進而實現延伸接觸面的使用時間；
第三，在使用潤滑劑之后，取可以在一 定程度上起到防銹蝕的效果；
第四，潤滑劑能夠實現散熱，并清除軸承在使用過程中所出現的顆粒物；
第五，潤滑劑能夠提高器具的密閉性能，從而避免外界顆粒物的污染；
第六，能夠在很大程度上降低振動和噪音。
常鋁熱軋機機組支撐輥軸承為油氣潤滑。油氣潤滑是近幾年新發展起來的一種潤滑方式，它是將單獨間歇供送的潤滑油和連續供送的壓縮空氣進行混合，并形成絮流狀的油氣混合流后進行潤滑的過程，由于油氣潤滑沒有油脂和稀油溢出、污染少，耗油量低，冷卻效果好，可有效降低軸承工作溫度，延長軸承使用壽命等優點。在重負荷軋機軋輥軸承上得到廣泛的應用。
四、四列圓柱滾子軸承的維護
軸承的使用壽命極大程度上取決于軸承的維護保養。軸承必須定期從軋輥上拆下檢查，盡早發現問題載荷區以便防止它進一步擴大，進而在最大程度上保證軸承的最長運行時限。
構建軸承文檔，按時清洗、檢測軸承部件，對滾道的運行面及滾體表面的損壞情況進行觀測，超過規定標準就需要進行及時的替換。在對軸承進行使用的過程中，必須先使用原裝的軸承部件，別的配件必須進行二次測量才可以進行選配利用。
改變軸承載荷區，如初起使用載荷區為1，下一次檢修清洗后可以使用相對方向的載荷區3，然后是載荷區2、載荷區4等等，以此類推，這樣可以在軸承運轉過程中自動矯正軸承外圈變形，保持載荷區受力角度，減小疲勞破壞應力，充分利用各面使用價值， 有效延長軸承使用壽命。
定期檢測調整支撐輥軸承座側滑板，保證各軋輥軸線平行。此外，還必須按時更換傳動系統的連接軸，要不然會出現應縫隙太大而導致額外軸向力的出現，最終導致軸承損壞的情況出現。
五、軋機軸承的保存
作為一種較高緊密性的軸承部件，其保存環境有著非常高的需求：
第一，倉儲的溫濕度。首先，需要維持倉庫內的空氣是具有較高流動性的，且溫度維持在大于25℃上下；其次，濕度過大會引發軸承出現生銹及腐蝕，因而倉庫的濕度需要維持在70%以下；
第二，倉庫的擺放。軸承需要單獨保存， 當與別的貨物放置于同一處時，其他貨物不可以是化學制品；
第三，軸承的放置。軸承在放置時，必須與地面保持在3cm以上并進行平放，與暖氣片保持一定的距離；
第四，定時進行查驗。依據軸承貨物的預防銹蝕規范，每隔一段時間就需要進行查驗一次。如果察覺到包裝出現了銹蝕的問題， 就需要及時重新包裝。
六、結論
實踐證明，如果四列圓柱滾子軸承的安裝和維護得當，會大大延長軸承的使用壽命，常熟鋁業股份有限公司熱軋機機組支撐輥，現用四列 圓柱滾子軸承平均使用壽命15000小時，最長已達到20000多小時，遠遠超過了廠家的預期壽命8000～12000小時，減少了軸承新備件的使用，大大降低了企業生產成本，降低了企業停機更換軸承的頻率，提高了生產效率，為企業創造了良好的收益。
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來源：《智庫時代》2019年
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