粗中轧机减速箱轴承故障分析及改进

使 轴 承 原 始 游 隙 减 少 。 图 ３ 为 ＴＩ Ｅ ＭＫ Ｎ
Ｈ ２７ ７ ９０８轴 承 的 结 构 形 式 及 基 本 尺 寸 。 Ｍ９６ ４ ／０ ５ 该 轴 承为英 制 ， 能承受 以径 向载荷 为主 的径 向 与轴 向联合 载荷 ， 通过设 定 隔 圈 的厚 度 来调 整 轴 承游 可
图 ２ 受力 负荷 区示 意 图
２ 影响轴承游隙 的因素
轴承游隙是 内圈、 外圈、 滚动体之间的间隙量。 轴承游隙分原始游隙、 安装游 隙、 工作游 隙。为达 到合理的游隙 ， 应考虑配合、 温差等因素的影响 ； 对 某些传 动结构 ， 还要考虑轴 承支承 、 系刚度等 因 轴
素。
机列 ， 轧机 为意 大利 Ｐ ＯＭＩ 公 司 的“ ＮＩ 红圈 ” 短应 力
用， 导致 保持架磨损或 断裂 ， 外滚道 出现不 均匀磨 痕。
轧机 ， 减速箱 由 Ｐ ＭＩ 公 司提供图纸设计 ， Ｏ ＮＩ 南京 高速齿轮箱厂制造 。除 ５号、３号减速箱 ， 号 ～ ｌ １ １ ４号 减 速 箱 高 速 轴 传 动 侧 均 选 用 Ｔ ＭＫ Ｎ Ｉ Ｅ
运行 ， 减少轴承 的非正常损坏， 高轴承使用寿命 ， 提 降低 了减速箱的故障时间。 关 键词 ： 双列 圆锥 滚子 轴承 ； 隙 ； 游 配合 ； 温差 ； 寿命
速旋 转 的 离 心 力将 其 抛 向外 圈 滚 道 。这 种 连 续 作
０ 前 言
杭钢高速线材生产线粗中轧区共有 １ 组轧机 ４
起。如图 ２ａ 、ｂ 所示 ， （）（ ） 当轴承游 隙为零时 ， 负荷 区的面积最大 ， 包容角最大 ， 轴承的旋转稳定性 最 好。当轴承在游隙过大状况下高速旋转时 ， 只有很 少数滚动体处在负荷区， 在负荷区的滚动体一边旋 转一边驱动着保持架旋转 ， 并且受力的变化产生滚 动位置 的偏移 ， 从而对 保持架产生冲击 ； 而非负荷 区的滚动体受保持架的驱动处于滑滚状态 ， 它的旋 转速度比负荷区的滚动体速度低很多 ， 同时轴承高
（ ） （
式 中 ： 钢 的线 性 膨 胀 系数 （２×１ ／ ； ａ为 １ ０ ＊ Ｃ） △ 丁为 内外圈温度差 （ ； 为平 均外滚道直 径 ℃） Ｄ０ （ｎ 。 ｒｍ） 由温差 引起 的游 隙 减 少 量 △￡约 为 ２ 肚 ３ ｍ。 由 装 配及 温升 引起 的 游 隙 减 少 量 ：８． ８ｐ ｍ～１ ９ｍ， ６ ｔ 以 ￣
轴承的使用寿命是在正常工况条件下 ， 轴承运 转至滚道或滚动体表 面出现金属疲劳剥落时的运 行时间。正 常的轴承使用寿命应 是轴承的疲劳使 用寿命 。按照疲劳寿命定义划分 ， 轴承零件断裂、
破损 或轴 承卡死 、 损等 均为 非 正常 损坏 或事 故 性 烧 破 损 。 据 现 场 统 计 ， ＭＫ Ｎ ＴＩ Ｅ ＨＭ９６４ ／０ ５ ２７ ７＇ ０ ８ ９
２ １ 配 合 与 ＴＭＫ Ｎ轴 承游 隙 的关 系 ． Ｉ Ｅ 轴承 安装 后 ， 内圈 与 轴 的 配 合 、 圈 与 轴 承 座 外
的配合 以及箱体形位公差等都会对游隙产生影响 ，
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出 谚全
２６ 月 三 ０ 年８ 第 期 ０
｝ ２７７ ９０ ８双 列 圆锥 滚 子 轴 承 。在 运 行 过 玎 ９６４ ／０ ５
程 中该轴承使用情况不理想 ， 使用寿命远没达到设 计寿命 ， 减速箱多次因轴承非正常损坏停机。
（ ）保 转 架 框 磨 损 或 断裂 （ ａ ｂ）外 维普资讯
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粗 中轧 机 减 速 箱 轴 承 故 障 分 析 及 改进
徐川 金 康 康
（ 州钢铁集团公 司高速线材有限公司 杭 州 ３０ ２ ） 杭 １０ ２
摘 要： 通过 调 整 ＴＩ ＥＮ ＨＭ９ ６ ４ ／ ０ ５ ＭＫ ２ ７ ７ ９ ０ ８双 列 圆锥 滚 子 轴 承 的 游 隙 ， 轴 承 在 最佳 工作 游 隙 范 围 内 使
图 ３ 轴承 结构 形 式及 尺 寸
Ａｔ Ｋ／ ． ９× Ｄｏ×ａ× △丁 ＝ １ ３ ）
２ １ １ 对 于 轴承 内圈 ．．
当轴 承 内圈与 钢质 实心 轴配 合 时 ， 隙 减少 量 游
△ 可用下式估算 ： Ａ ＝（ ０ ３ ） ｄ／ ｏ ｉ Ｋ／ ．９ ×（ ｄ ） 当轴承内圈与钢质空心轴配合时 ， 游隙减少值 △ 可用 下式估 算 ： ｉ
面与轴 承 内 圈挡 边 相 应 点 的 摩 擦 。所 以 轴 承 运 转 过 程 中产生 的 内外 圈温差 与 主轴 转速 有 较 大关 系。 粗 中轧 减速箱 输 入轴 转 速在 ８０ ０ ｒｍｉ 围 ０ ～１４０／ ｎ范 内 ， 以计 算 轴 承 挡 边 的 线 速 度 在 ６ ｌｍ／。根 可 ～ ｌ ｓ 据 ＴＩ Ｅ 经验 值并 考 虑在 润滑 通 畅 充分 的 情况 ＭＫ Ｎ 下 ， 承摩 擦 产 生 热 量 可 以 由稀 油 带 走 一 部 分 ， 轴 综 合考 虑 内外 圈温差 △丁 为 ５ 左右 。由温 差造成 游 ℃ 隙减 少量 可用 下式估 算 ：
图 １ 轴承 损 坏 形式
Ｉ
（ ）游 隙 为零 ａ
（ ｂ）游 隙 偏 大
轴承损坏形式一般有两种（ 参见图 ｌ 、）保持架框 ａｂ ， 磨损或断裂以及外 圈滚道 出现扇形磨痕。在排除 了润 滑不 良、 安装 不 当 、 荷过 大 的 因素后 ， 合 损 载 结
坏形式 ， 析认为 上述 现象 可 能是 轴承 游 隙过 大 引 分
２ ２ 温 差 与 ＴＭＫ Ｎ轴 承游 隙 的关 系 ． Ｉ Ｅ
轴 承在运 转过 程 中要 产 生摩 擦 ， 擦 产 生热 量 摩 会使 轴承 温 度 升 高 。 因 轴 承 内外 圈 传 导 散 热 条 件
隙。轴承的原始游隙：２ ２９ ｍ～２９ ｍ。 ７
的差异， 内圈温度通常 比外圈高 ， 内外 圈形成温差 ； 内外 圈 由于发热 产 生 的膨胀 程度 不 同 ， 引起 轴 承 会 游隙减少。一般情况下 ， 温升主要来源于滚子大端