輥壓機(jī)軸承位磨損原因分析及在線修復(fù)技術(shù)交流

　　輥壓機(jī)是水泥生產(chǎn)過程中重要的設(shè)備之一，它主要用于水泥熟料的輥壓，部分水泥企業(yè)也用輥壓機(jī)來代替水泥立磨，用于滾壓石灰石。一旦輥壓機(jī)出現(xiàn)故障，對整條水泥生產(chǎn)線的影響非常大，將給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　輥壓機(jī)的故障中，輥壓機(jī)軸承位磨損是最常見的問題之一，也是企業(yè)最難解決的問題。因為輥壓機(jī)單個輥子重量往往在30-50T之間，拆裝和運輸?shù)碾y度大，非常耗時，且離線修復(fù)的綜合費用一般不會少于20萬元。其修復(fù)周期也是比較長，一般不會少于15天的修復(fù)周期。如果修復(fù)工作是在檢修期內(nèi)進(jìn)行，對于企業(yè)的影響會相對小一些，但是如果發(fā)生在正常生產(chǎn)階段，則影響非常大。那么如何高效、高質(zhì)量的現(xiàn)場解決軸承位磨損問題顯得十分重要。

　　索雷碳納米聚合物材料修復(fù)技術(shù)出現(xiàn)后，便很好的解決了輥壓機(jī)軸承位磨損現(xiàn)場修復(fù)的問題，其不需要大量拆卸，僅需要將軸承座和軸承拆卸即可，另外整個修復(fù)周期會在24小時內(nèi)完成。

　　1.那么為什么輥壓機(jī)軸承位會出現(xiàn)磨損呢？根本原因在于什么？

　　修復(fù)之前我們要認(rèn)真分析輥壓機(jī)軸承位磨損的主要原因，然后從根本上杜絕輥壓機(jī)軸承位磨損的問題，才能真正延長設(shè)備的使用壽命。

　　針對輥壓機(jī)軸承位磨損的原因我給大家介紹一個案例，從這個案例中或許大家能夠看出一些根本問題：

　　我們索雷工業(yè)一名工程師前往一家水泥集團(tuán)解決合肥院1800-1600輥壓機(jī)軸承位磨損問題。此設(shè)備主要參數(shù)是1:12錐度軸，軸承位小頸尺寸900mm，磨損寬度500mm，軸承位磨損深度為4-5mm。

　　在現(xiàn)場我們發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象，兩名員工用工具清理軸承座內(nèi)的淤泥（潤滑脂和熟料粉末的混合物），軸承座旁邊停放著一個手推車，經(jīng)過大約1小時的時間整個軸承座的淤泥被清理干凈，而清理出來的淤泥量令人十分驚訝，整整一推車。這些淤泥是怎么形成的呢？經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)軸承座的密封完全損壞，且密封槽已經(jīng)磨損嚴(yán)重，這樣大量的熟料粉塵進(jìn)入到軸承座中，和潤滑油脂混合在一起形成了大量淤泥。在現(xiàn)場的交流中我們的工程師得知企業(yè)每年都需要更換新軸承，但是從來沒有對擋料板和密封進(jìn)行過更換。擋料板失效和密封失效才是導(dǎo)致軸承損壞的根本原因。

　　輥壓機(jī)軸承位一般為1:12錐或者1:30錐度軸，少部分輥壓機(jī)的軸承位為直軸。使用的軸承大部分為2系列的雙排調(diào)心軸承，少部位使用N系列圓柱滾子軸承。軸承本身的摩擦系數(shù)非常小，在軸承運行正常的狀態(tài)下，其軸承內(nèi)圈與軸承位的配合面圓周方向剪切力相對較小，但是一旦軸承滾珠、保持架、輥道之間發(fā)生異常狀況，那么軸承內(nèi)圈與軸承位配合面圓周方向的剪切力會瞬間增大。當(dāng)剪切力大于軸承內(nèi)圈與軸承位配合之間的預(yù)緊力時，那么就會出現(xiàn)軸承內(nèi)圈與軸承位之間發(fā)生相對運動，導(dǎo)致輥壓機(jī)軸承位的磨損。

　　我們通過多年修復(fù)輥壓機(jī)軸承位磨損，總結(jié)以下幾點原因供大家參考：

　?。?）輥子端面擋料板沖刷磨損：為了防止輥壓機(jī)正常運行過程中，熟料或者生料粉末大量進(jìn)入軸承，因此在輥子兩端端面位置都設(shè)有擋料板。擋料板表面經(jīng)過長期的粉塵沖刷磨損，會出現(xiàn)穿孔破損的情況，這將導(dǎo)致大量的粉塵涌入軸承端蓋密封處，加速端蓋密封的磨損失效，從而粉塵由密封處進(jìn)入軸承內(nèi)部，造成滾珠、保持架、輥道之間摩擦系數(shù)增加，軸承運行不暢，運行阻力增大，軸承發(fā)熱等一系列的問題出現(xiàn)。隨著粉塵量不斷地增加，最終導(dǎo)致軸承內(nèi)部之間的摩擦力大于軸承內(nèi)圈與軸承位配合面之間的預(yù)緊力，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈發(fā)生轉(zhuǎn)動，短時間內(nèi)造成軸承位的磨損及軸承的損壞；

　?。?）密封失效：輥壓機(jī)密封形式一般為膠圈密封，靠近軸頭位置一般為一道密封，而后軸肩上的密封一般為兩道密封。密封圈與后軸肩密封環(huán)直接接觸摩擦，靠潤滑脂來潤滑減小摩擦系數(shù)。因此密封圈與密封環(huán)結(jié)合面之間一旦進(jìn)入粉塵或者其它異物，將導(dǎo)致密封圈和密封環(huán)的雙向磨損，最終導(dǎo)致密封間隙增大，密封失效，大量的粉產(chǎn)涌入軸承內(nèi)；

　?。?）潤滑失效：輥壓機(jī)軸承的潤滑一般采取油脂潤滑，如果不能及時加注潤滑油或者潤滑系統(tǒng)油路堵塞，將直接導(dǎo)致軸承潤滑失效，軸承溫度持續(xù)上升，最終出現(xiàn)燒蝕的情況發(fā)生；

　　（4）壓盤長期不緊固：輥壓機(jī)軸承內(nèi)圈與軸承的配合一般為錐度面配合方式，常見的錐度主要為1:12和1:30兩種形式。錐度配合的優(yōu)異是便于拆卸和安裝軸承，尤其是對于輥壓機(jī)這種大型設(shè)備。但是錐度配合有一定的缺陷，在設(shè)備運行震動過程中，錐度配合面容易松動，預(yù)緊力減小。因此如果不能及時或者周期性的緊固軸承內(nèi)圈鎖緊壓盤，那么配合面之間的預(yù)緊量最終將消失；因此周期性的緊固軸承鎖緊壓盤非常有必要。每次緊固到規(guī)定力矩即可，而不能盲目緊固；

　　（5）軸承長期運行，不能及時更換：軸承長期使用，其運行游隙將不斷增加，當(dāng)游隙增大到一定程度時，設(shè)備的震動也會隨之增大。設(shè)備震動增大對各個部位也將導(dǎo)致破壞性的影響，這樣便進(jìn)入一個惡性循環(huán)。因此周期性的檢查軸承運行游隙非常關(guān)鍵，制定出合理的軸承更換周期；

　?。?）超負(fù)荷生產(chǎn)：2018年水泥市場非常好，效益客觀。部分企業(yè)為了增加產(chǎn)量都會超負(fù)荷生產(chǎn)，例如一條5000T的生產(chǎn)線日生產(chǎn)能力都會增加至6000T以上，這樣必然會增加設(shè)備的載荷，甚至超出設(shè)備設(shè)計所承受的性能指標(biāo)，久而久之設(shè)備的故障率不斷增加；

　?。?）金屬疲勞磨損：金屬疲勞磨損是金屬特性，此現(xiàn)象無法避免，只能通過合理的使用和維護(hù)來延長疲勞磨損的周期；

　?。?）設(shè)計問題：我們接觸到的輥壓機(jī)，出現(xiàn)磨損的軸承位大部分為1:12錐，小部分為1:30錐度軸。這絕對不是一個偶然現(xiàn)象。我們認(rèn)為除了以上分析的原因外，錐度設(shè)計也是影響軸承位使用的必然因素之一。1:30錐度比1:12錐度小，這樣軸承更容易緊固到位，軸承內(nèi)圈與軸配合面之間預(yù)緊力也更大，同時1:30錐的軸承位與軸承配合，軸承內(nèi)圈不易松動。而1:12錐的軸承位與軸承配合面，軸承容易出現(xiàn)松動。

　　2.輥壓機(jī)運行過程中，如何判斷輥壓機(jī)軸承位磨損？

　?。?）輥壓機(jī)軸承座徑向位移量和軸向位移量增大，甚至出現(xiàn)偏移，同時伴隨著劇烈震動，此時軸承位出現(xiàn)磨損或者軸承損壞；

　?。?）壓盤螺栓斷裂：一旦壓盤螺栓出現(xiàn)斷裂的情況，說明軸承內(nèi)圈松動或者出現(xiàn)磨損。緊固螺栓后，一定周期內(nèi)再次出現(xiàn)螺栓斷裂可以確定軸承位一定出現(xiàn)嚴(yán)重磨損問題；

　　（3）在壓盤上和軸承內(nèi)圈上做好標(biāo)記，定期檢查兩個標(biāo)記的相對位置，一旦位置發(fā)生相對變化，則說明軸承內(nèi)圈發(fā)生了松動或者磨損，需要做進(jìn)一步處理；

　?。?）軸承溫度出現(xiàn)異常：軸承溫度持續(xù)升高，原因一軸承位出現(xiàn)磨損，軸承內(nèi)圈與軸承位直接滑動摩擦導(dǎo)致溫度不斷升高；原因二軸承潤滑出現(xiàn)問題；原因三軸承損壞；原因四水冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障；

　　3.那么輥壓機(jī)軸承位磨損之后，如何進(jìn)行在線修復(fù)作業(yè)呢？

　　我們認(rèn)為在線修復(fù)輥壓機(jī)軸承位首先要保證以下數(shù)據(jù)：

　?。?）同心度：任何軸的修復(fù)，保證修復(fù)后的同心至關(guān)重要，同心度偏差過大，將引起設(shè)備震動，從而降低修復(fù)部位的使用壽命，對軸承及設(shè)備其它部件造成嚴(yán)重影響。

　　我們保證同心度的方法是利用輥壓機(jī)前后軸肩作為修復(fù)基準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)備的原始圖紙加工樣板尺。樣板尺采用線切割工藝加工，因此整體誤差較??；以樣板尺作為標(biāo)準(zhǔn)量具來測量軸承位具體的磨損尺寸，然后在軸表面點焊定位點，通過樣板尺找出定位點的高度，所有的定位點在圓周方向均勻分布，這樣保證軸承安裝后定位點起到定位同心度的作用。因為是現(xiàn)場修復(fù)，精度方面總會存在一定誤差，同心度的整體偏差不會超過0.2mm。輥壓機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在100r/min至200r/min之間，所以0.2mm以內(nèi)的偏差不會影響輥壓機(jī)的正常運行；

　?。?）完整的錐度面：之前我們利用樣板尺和定位點定位同心度，那么我們則采用軸承內(nèi)圈作為修復(fù)工裝來完成軸承位錐度面的修復(fù)。索雷碳納米聚合物材料SD7101H為膏狀，觸變性能好，容易成型。這樣的方式修復(fù)出來的配合面與軸承內(nèi)圈的配合面能達(dá)到100%。配合面積越大其受力均勻，使用效果則更好；

　　（3）預(yù)緊量：輥壓機(jī)軸承位在原始設(shè)計時便預(yù)留了預(yù)緊量，根據(jù)不同的軸頸和不同的錐度，設(shè)計時預(yù)緊量一般為10-20mm之間，緊固后的預(yù)緊量一般為5-10mm之間。這樣不僅保證了軸承安裝時的預(yù)緊力，而且為軸承的后期緊固留出了一定的余量；

　　（4）預(yù)緊力：新的輥壓機(jī)軸承的緊固是靠著液壓系統(tǒng)將軸承內(nèi)圈撐開，然后安裝到軸上。但是軸承位一旦出現(xiàn)磨損，液壓安裝系統(tǒng)將不能再使用，因為配合面之間會有間隙，無法實現(xiàn)保壓。索雷碳納米聚合物材料修復(fù)完成后，要改變之前的軸承裝配方式，使用軸承內(nèi)圈壓盤和螺栓進(jìn)行緊固，當(dāng)然緊固過程中要按照一定的規(guī)則緊固，預(yù)緊力的大小要根據(jù)游隙而定，而不是根據(jù)設(shè)計力矩而定；

　　（5）軸承游隙：軸承游隙可查看國標(biāo)，我們建議緊固后的游隙比國標(biāo)規(guī)定的數(shù)值大一些即可。

　　4.采用索雷碳納米聚合物材料現(xiàn)場修復(fù)輥壓機(jī)軸承位磨損部分案例：

　　《1800-1600輥壓機(jī)軸承位磨損現(xiàn)場修復(fù)》