浅谈影响中板轧机支承辊轴承使用寿命的几个因素

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1、接触疲劳剥落
在滚动轴承中，滚子或内外圈表面由于接触负荷的反复作用，形成裂纹，并继续扩展，直至金属表层产生片状或点坑状剥落，轴承在运转时一旦发生疲劳剥落，其振动和噪声急剧恶化，即轴承达到了疲劳寿命，必须更换新轴承了。
四辊支承辊在轧制过程中，工作辊，支承辊是正反转轧制，载荷反复交变作用，冲击负荷大。我们对每个支承辊轴承都建立档案，跟踪，根据预测的使用寿命，对出现轻微剥落的轴承决定更换与否。支承辊轴承所受的径向载荷大，轴向载荷较小，6727／950轴承几乎承受全部的径向载荷，通常轧制压力为2000吨，冲击载荷则达到几倍甘叮悼727／950轴承是在重负荷、高冲击力下运转，疲劳寿命将受很大影响。
使用中，6727／950轴承的疲劳剥落-般容易出现在滚子的表面上。如6#轴承座上使用的6727／950轴承1999年11月9日安装使用，因安装妥当、润滑良好、密封较好，尘埃、水份不能浸入，使用中没有出现早期损坏，已完成产量45万吨，达到疲劳寿命。2001年5月20日更换下来，检查发现，其中有4个滚子的表面出现轻微剥落，根据以往经验及轴承的价格(每套24万元)决定再使用一次后更换，6月15日，上机使用了一个月，完成产量5.3万吨，圆满完成了它的使命。
2、磨损
滚动轴承并非纯滚动，滚子与内外圈滚道之间、保持架与滚子、，内外圈之间都存在滑动，滑动引起磨损，磨损后滚动表面的表层质量恶化，轴承旋转精度降低，游隙增加，甚至超出允许值，振动、噪声增大，要减小滑动磨损则要提供良好的润滑，在金属滑动表面之间形成油膜，避免金属之间的直接接触，我们尽量改善润滑，使较大磨损的出现滞后于疲劳寿命，轴承在使用一定程度后，磨损是必然要出现的，轴承轻微磨损后然可继续使用，但一旦使轧制的中板精度降低，出现板材尺寸差、南北差时，就必须更换轴承，保证中板产品的质量。
轴承的接触疲劳剥落和磨损是不可避免的，轴承不可能永久使用下去，我们尽力避免高冲击负荷，改善润滑，提高轴承的使用寿命，减小磨损，使轴承的使用寿命最大化。
3、烧伤
轴承运转时，其中的滑动摩擦的零件间，若温度急剧升高，润滑脂失效，其表层组织改变，严重时，发生粘接、卡死，即为轴承烧伤，烧伤是摩擦热急剧增加所引起的一种瞬时现象，为避免烧伤，主要要改进轴承的设计，保持架采用自润滑性能的金属镀层，减小滑动摩擦，改善润滑冷却条件，保证润滑脂的供给。
中板厂于2001年7月1日20:00发生了一起支承辊轴承烧伤事故，此轴承为10979／750轴承，轧制中承受轴向力及小部分径向力，受力情况较好，2001年6月21日更换了新的10979／750轴承。7月1日检修更换上机使用，18:00开机生产2个小时后，轴承烧伤卡死，被迫又检修更换，23:00才开始正常生产，影响生产3个小时，事故发生后，检查分析发现，首先新轴承具有质量问题，滚子对半破开，保持架散落、烧毁：其次由于安装时轴承的游隙没调整好，垫片组厚度太小，游隙太小，使用中润滑脂被挤出，摩擦热急剧升高。
4、润滑脂失效
在轴承运转过程中润滑脂的性能是逐渐变化的，主要由于润滑脂经受反复剪切，脂的结构发生变化，基油逐渐氧化，尘埃、水份等杂质的侵入，基油的蒸发或脂的泄漏等影响，最后，润滑脂失去正常的润滑性能，摩擦温度急剧增加，滚动表面产生烧伤，润滑脂即失效了，它的损坏表现形式也是烧伤，但它是由于脂的逐渐恶化引起的，影响润滑脂寿命的主要因素有工作温度、轴承负荷、润滑脂的成份及安装条件，振动尘埃，水份。
A、工作温度
Lgt寿=5.85-0.022T温
可见工作温度对润滑脂寿命的影响，中板厂轴承的工作温度较高，在夏季，辊子冷却水的温度约470C，工作辊支承辊温度约800C，环境温度高，轴承的工作温度则更高，润滑脂较易失效，因此在冬季，支承辊、轴承座每四个星期更换一次，而夏季则必须每三个星期更换，以防脂的提前失效，所以解决好中板厂冷却水温度，是解决好润滑脂不提前失效，保证轴承正常运转的关键，目前中板厂已开始对冷却水路进行改造。
另外，支承辊轴承即6727／950与10979／750的使用互相影响，如2001年7月1日10979／750轴承烧伤事故，因10979／750轴承温度升高(1500C)引起旁边的6727／950轴承润滑脂的迅速失效，润滑脂全部烧成黑炭状。其中有4 个滚子烧伤卡死不转，因此，我们在轴承更换上也考虑到他们的相互影响，尽量同期更换。
B、润滑脂的成份，
润滑脂是由基油稠化剂和添加剂所组成，基油采用矿物油、高粘度的基油适用于高温、高负荷状况，稠化剂选用锂基，适用含水、高湿度场合，添加剂增加了抗氧化防锈功能，支承辊轴承在使用中无法补充新脂，所以选用防氧化添加剂，防止脂的氧化，我们与厂家一起不断的使用、总结，选用抗高温、耐压性均较好的锂基脂，即燕化集团天津润滑油脂有限公司生产的津脂牌锂基脂。
C、安装、防尘、防水
严格安装程序，提高安装质量，对轴承的防尘、防水非常重要，密封圈，防尘圈为橡胶制品，要防止它们的老化失效。
总之，中板厂润滑脂的更换周期，主要由二个方面决定。第一，根据支承辊辊型的配置、磨损，在更换支承辊、轴承座时，更换润滑脂；第二，根据使用计算，预测润滑脂的寿命，确定润滑脂的更换周期。
根据以上几种轴承损坏的形式，我们总结出影响轴承使用寿命的几个因素。
A、动载荷。
动载荷是影响轴承寿命的主要因素，支承辊轴承在设计选型时就是根据轧制过程中的轧制力所确定，在轧制过程中不平衡，振动、冲击引起的负荷为正常负荷的3倍，当卡钢、轧冷钢、轧辊中进入异物等都会引起十倍至几十倍的冲击力，因此轧刮中要规范操作，杜绝卡钢等现象，避免轴承的提早疲劳损坏。目前中板厂已采用液压下，过载有了保护，避免了大的冲击力产生。
B、轴承材料
轴承材料的化学成份、冶炼方法、热处理方法，对轴承寿命的影响至关重要，支承辊轴承由于其工况条件的影响，对轴承制造具有特殊的要求，我们与厂家一起对轴承的材质、硬度都有具体要求，在保证轴承刚度的同时，硬度不能小于HRC58-64。
C、工作温度
轴承工作温度一般要求低于1200C，若工作温度超过1200C，则滚子与滚道的温度更高(约达1500C)将超过常用轴承的回火温度，轴承的硬度、尺寸精度大大降低润滑脂失效，因此，我们在降低冷却水温度的同时，与厂家联系提高轴承材质的回火温度。
D、安装、密封
轴承的安装对寿命的影响很大，轴承安装要求同心度良好，密封装置足以防止灰尘、微粒和水份的侵入，工作径向游隙要调整适当，游隙太小，轴承摩擦温度升高，辊道表面烧伤，游隙太大，轴承振动、惯性、冲击严重，噪声大，寿命降低。
E、润滑
润滑脂选择要合适，润滑脂的量要恰当，润滑不良将会造成轴承的早期损坏，合理的润滑减小摩擦发热，避免温升过高，减小磨损，防止锈蚀，增加密封，支承辊轴承24小时连续运转，无法供油，工作环境差，潮湿，灰尘大，冲击负荷大，锂基脂的使用，能较好地解决上述问题。
支承辊轴承的正确使用，对提高中板产量，降低成本具有重大意义，我们尽力做好轴承的安装、润滑、维护，使轴承的使用寿命能被我们掌握，以便做好定期更换，避免轴承的早期损坏，消灭突发事故的发生，最终轴承在运转中的疲劳剥落和磨损是不可避免的，我们希望能有新一代更好的轴承能取代滚动轴承，达到轴承使用的长寿命。