第3章轧辊轴承剖析
轧辊轴承
带金属轴瓦的滑动轴承：用于叠轧薄板轧机。 带布胶轴瓦的滑动轴承：用于开坯、中厚板及型钢 轧机。 闭式（液体摩擦）轴承：用于四辊轧机。 滚动轴承：用于钢板、钢坯、线材、钢管轧机。
课外作业: 1、轧辊轴承的工作特点是什么？ 2、轧辊轴承的类型、特点及用途是什么？
3.3 非金属衬开式轴承
§3.3.1 带非金属轴瓦的开式滑动轴承 1、应用：除冷轧机、薄板轧机、部分线材轧机和钢 管轧机以外的大部分轧机上。 2、制作：布胶轴瓦是一种用棉织品（棉布或帆布） 先在合成树脂中浸透的棉布用高压压制成，其布 层之间都充满了树脂，是一种多层状的塑料。 3、轴瓦主要是酚醛夹布树脂（胶木轴瓦）和塑料 轴瓦。
①承受很高的单位压力（p）； 轧辊轴承所承受的单位压力要比普通轴承大 2～5倍。这是因为轧机的轧制压力大，而其轴 承受外围尺寸的限制和在较短的辊颈内使用很 大的许用应力所决定的。 ②承受的热许值即Pv值大； Pv值比普通轴承大4～24倍；Pv值是代表能量 消耗的指标，即反映轴承发热情况的数值，由 于轧辊轴承的单位压力高，且辊颈圆周速度也 较大，这就造成了Pv值很大。
胶木衬瓦的缺点是它的耐热性和导热能力 差(导热系数比金属衬瓦约低90倍)，工作时需 要大量的循环水进行强制冷却。另外，它的刚 性差，弹性模数只有500～1100MPa，受力后弹 性变形较大。因此，在轧件尺寸要求严格的轧 机(精轧机座)上，不宜使用这种轴承。 胶木轴瓦冷却与润滑用水的水量，可按下 面经验公式大致确定
液体摩擦轴承有动压、静压和静一动压三种 结构型式。它们的特点是摩擦系数小，工作速 度高，刚性较好，使用这种轴承的轧机能轧出 高精度的轧件。这种轴承广泛用在现代化的冷、 热带钢连轧机支承辊及其它高速轧机上。 液体摩擦轴承的允许速度只受散热条件的 限制，在适当冷却的条件下，当速度提高时， 承载能力不是降低，而是提高。
轧钢机械设备讲稿第3章
第三章轧辊轴承
第一节轧辊轴承的工作特点
作用（1）支撑轧辊（2）保持轧辊在机架中的正确位置
特性：（1）具有小的摩擦系数
（2）具有足够的强度和刚度
（3）寿命长
（4）换辊方便
轧辊轴承的工作特点（1）p高（20~46MPa)。
比一般的轴承高1~4倍；
（2）pv高(41~230MPa.m/s)，是一般轴承的3-23 倍。
高速重载。
需强制冷却和多列配置。
第二节轧辊轴承类型
滑动滚动
开式轴承
油膜轴承
金属瓦
非金属瓦
酚醛树脂
塑料
动压
静压
动-静压
圆柱
圆锥
球面
ω
滚动轴承的结构和应用
特点:同时承受径向和轴向负荷,但是锥体端面与内圈导向边缘间存在滑动摩擦,高速时发热,所以不适合在高速下工作,轴承不能自动调正.
摩擦系数:0.001-0.005应用:四辊轧机的工作辊
润滑方式多样.
方向的力.
液体摩擦轴承
应用:四辊轧机的支撑辊特点:摩擦系数小(0.001-0.005),寿命长(十几年)
高速重载.承载能力：
2min 21
0.4h P l d δ
ηυδ
−=
图。
轧辊与轧辊轴承.
22
23
3.3
轧辊的强度计算
① 轧辊强度效核的必要性
设计不合理，强度不合理，额定载荷下断裂；
材质选用不合理，热处理工艺不合理，加工工艺不合理； 合理造成轧制压力过大；
生产中使用不当，如轧低温钢、断冷却水、压下规程不
高速钢、半高速钢轧辊广泛应用
抗热裂性，耐磨性及红硬可大大延长轧辊寿命，提高轧材质量
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半钢轧辊
其含碳量介于介于铸钢与铸铁之间-过共析钢组织，兼有铸钢 强度、耐热龟裂性及铸铁耐磨性, 半钢轧辊是近年来出现的新型 轧辊材质。
复合式锻钢轧辊
近年来, 出现采用镶辊套的复合式锻钢轧辊, 如热轧支持辊辊 套采用8CrMoV或8Mn2MoV制作，心轴用37SiMn2MoV等材料 制作；冷轧支持辊辊套采用9Cr、9Cr2、9CrV、9Cr2W等制作， 心轴用55CrMn、55Cr、35CrNiW等材料制作。
辊套采用热压方式套在辊心轴上。
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3.2.2 轧辊的参数
3.2.2.1 辊身直径
在轧机设计中，确定轧辊最佳直径应考虑以下几个方面的因素：
① 咬入条件
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② 轧辊的强度和刚度条件
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③ 最小可轧厚度
④热平衡条件
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3.2.2.2 辊身长度
① 对于型材轧机，辊身长度主要取决于孔型配置的数目及辊身强度
滑、轧件咬入打滑或卡钢造成相对运动，而造
成轧辊表面剧烈摩擦。
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③ 热负荷
热轧时轧辊辊身受轧件高温及冷却水交替作用， 产生的热循环应力；冷轧时由于轧件变形热效 应，轧辊表层也产生热循环应力。
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3.1.2 轧辊的主要失效形式
① 磨损
磨损达到一定辊次（反复车削，辊身表层硬度丧失， 强度削弱而报废。 辊耗：每轧一吨钢所消耗的轧辊重量，包括固定消耗 与意外事故造成的消耗。 重车率：全部重车量与轧辊名义直径的百分比。
3轧辊与轧辊轴承解析
3.2 轧辊的结构形式及材质的选择 3.2.1 轧辊的结构
图3-1 轧辊的结构 a-梅花形的辊头； b-扁头形的辊头； c-带双键形的辊头
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1-辊身； 2- 辊颈； 3- 辊头
① 辊身
工作部分 型材轧辊-辊身上刻有各种形状的轧槽 (孔型 ) 板材轧辊-平辊或微凸、微凹型或其它较复杂的曲线 形状（辊型）。
其含碳量介于介于铸钢与铸铁之间-过共析钢组织，兼有铸钢 强度、耐热龟裂性及铸铁耐磨性, 半钢轧辊是近年来出现的新型 轧辊材质。
? 复合式锻钢轧辊
近年来, 出现采用镶辊套的复合式锻钢轧辊, 如热轧支持辊辊 套采用8CrMoV或8Mn2MoV制作，心轴用37SiMn2MoV等材料 制作；冷轧支持辊辊套采用9Cr、9Cr2、9CrV、9Cr2W等制作， 心轴用55CrMn、55Cr、35CrNiW等材料制作。
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② 辊面剥落 轧辊受到循环接触应力交替作用表面产生掉块形成凹 坑。
③ 折断 过大轧制压力产生的机械应力是断辊的主要原因；
铸造时的残余应力一般不至于断辊。轧制时如冷却水 足够，单纯的热应力不至于断辊，但由此产生的细小 的裂纹扩展，形成应力集中源加上一定的机械负荷作 用或断水可能致断辊。
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3.1.3 轧制生产对轧辊的要求
重点与难点：
轧辊强度校核
2
3.1 轧辊的工作特点及其工艺要求 3.1.1 轧辊所受载荷 ① 机械载荷
轧制压力 P越大，转矩越大，则轧辊上弯曲应力、传动 辊上的扭转应力、辊面间的接触应力也越大；同时，在轧 件咬入瞬间及轧制过程中速度的变化会引起动负荷，导致 轧辊上的应力变化。
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② 摩擦 辊身表面与轧件之间由于变形区中的前后
工作辊辊身长度可用下式确定：
浅析带钢轧辊轴承故障及技术改进
浅析带钢轧辊轴承故障及技术改进发布时间：2021-07-28T10:03:59.947Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：师友荣解冬[导读] 摘要：介绍了陕钢集团龙钢公司轧钢厂精品板带生产线轧机辊系轴承的故障分析及技术改进。
陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城 715405摘要：介绍了陕钢集团龙钢公司轧钢厂精品板带生产线轧机辊系轴承的故障分析及技术改进。
轧辊轴承是用于支撑轧辊，保持其在机架中正确位置的重要部件。
根据对烧轴承事故统计分析，主要有四列轴承烧毁、工作辊定位轴承烧毁，工作辊深沟球轴承散架、支撑辊四列轴承保持架损坏等几种事故类型。
分析事故原因有：轴承润滑、设备缺陷、轴承质量、装配原因、轧制工艺过程控制等。
提出相应的改进措施，以解决烧轴承问题，同时降低相关费用，提高了轴承寿命，降低了维修强度，确保生产顺行。
关键词：轧辊；轴承；故障分析；改进 1、前言陕钢集团龙钢公司轧钢厂精品板带生产线年生产能力150万吨，主轧线轧机配置为14架平轧机组、5架立轧机组。
其中φ780*800两辊轧机7架，φ410*780四辊轧机7架，φ800*300立式轧机3架，φ500*240立式轧机2架，为全连轧生产线。
自2018年投产以来，轧机辊系轴承烧轴承事故较为普遍，经过统计，月最高烧轴承20次，最少为3次，平均约为10次，尤其是日产达到5000吨以上时，烧轴承事故急剧增加，严重影响正常轧制节奏。
2、故障分析和改进措施效果根据对烧轴承事故统计分析，主要有四列轴承烧毁、工作辊定位轴承烧毁，工作辊深沟球轴承散架、支撑辊四列轴承保持架损坏等几种事故类型。
事故原因有：轴承润滑、设备缺陷、轴承质量、装配原因、轧制工艺过程控制等。
2.1、轴承润滑轴承润滑不足是造成烧轴承事故的主要原因，约占轧机烧轴承事故的60%。
轴承润滑不足主要有以下几个方面原因： 2.1.1、润滑油不足：龙钢带钢生产线轧辊轴承润滑为智能油气润滑，油气润滑的特点为油品为一次性使用，润滑油量过大，油品消耗大，成本增加，同时环保污染风险大；油量少又会造成润滑油不足，发生事故。
轧机中各辊止推轴承结构的分析
T0tal No．215冶金设备总第215期DeceInber2014 M E T A L L U RG I C A L EQUIPMENT 2014年12月第6期轧机中各辊止推轴承结构的分析艾晶① (中冶南方工程技术有限公司技术研究院湖北武汉430223)摘要介绍了轧机中支撑辊和工作辊的几种止推轴承结构，分析了其中一些安装问隙的意义，介绍了止推轴承的轴向力传递情况，对各辊止推轴承结构的设计及现场轴承因轴向力损坏的情况有一定的参考价值。
关键词板带轧机支撑辊工作辊止推轴承中图分类号TG333．15文献标识码Bdoi：10．3969／j．issn．1001一1269．2014．06．011Analysis o n the Con69urati ons of Roll Thrust Bearing in Strip MiUAi Jing(WISDRI En百neering&Research Co．，Ltd．，Wuhan 430223)ABS’n王A CT 7rhis p a p e r int ro d uc es several c o n矗g u mt i o n s of tllmst b ea r i ng of ba cku p roU a nd wo rk m U in strip miu，analyzes tll e purport s of some舾se mb l e g a ps，i n t r o d uc e s the t ra ns m is s io n of the axial force by tllmst be 撕ng，aIld pr ese nts refe re n ce s in t}le d e s i g n of mU thllJst be撕ng and the actual site s i t ua t i on s of be撕ng d锄agesbecause of tI le axial force．K E Y W O R D S Strip miU B a ck u p mll Work roll Thmst bear ing在现场实际生产中，很多板带轧机因轧辊轴侧和传动侧设置四列圆柱滚子轴承来承受纵向的向力过大，造成辊子的轴向固定零件变形，甚至辊轧制力，不让其承受轴向力，而设置双列圆锥滚子子中止推轴承的烧损，影响了轧机的正常生产。
轧辊轴承的工作特点及类型
轧辊轴承的工作特点及类型第一篇：轧辊轴承的工作特点及类型轧辊轴承的工作特点及类型轧辊轴承的工作特点轧辊轴承是用来支撑轧辊的，和一般用途的轴承相比,轧辊轴承有以下特点：（1）承受很高的单位压力。
由于轴承座外形尺寸受到限制,不能大于辊身最小直径,且辊颈长度又较短,所以轴承上单位载荷大。
通常轧辊轴承的单位压力广髙达2000-4800Mpa，为普通轴承的2-5倍,而且pv值（单位压力和线速度的乘积）是普通轴承的3-20倍。
（2）运转速度差别大。
不同轧机的运转速度差别很大,例如，现代化的六机架冷连轧机出口速度已达42m/s，高速线材轧机出口速度达到100m/s，而有的低速轧机速度只有0.2m/s。
显然,不同速度的轧机应使用不同类型的轴承。
（3）工作环境恶劣。
热轧时轧辊都要用水冷却，且污水、氧化铁皮等容易落入轴承。
冷轧机采用工艺润滑剂（乳化液等）来润滑、冷却轧辊与轧件,它们是不能与轴承润滑剂相混的。
因此，对轴承的密封提出了较高的要求。
因此,对轧辊轴承的要求是承载能力大、雎擦系数小、耐冲击,可在不同速度下工作，在结构上,径向尺寸应尽可能小（以便采用较大的辊颈直径），有良好的润滑和冷却条件。
轧辊轴承的类型轧辊轴承有滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承主要是双列球面滚子轴承、四列圆锥滚子轴承及四列圆柱滚子轴承。
滚针轴承仅在个别情况下用于工作辊。
滚动轴承刚性大,縻擦系数较小，但抗冲击性能差，外形尺寸较大。
多用于板带轧机、线材和钢管轧机上。
滑动轴承有半干庠擦和液体摩擦两种。
半干摩擦的滑动轴承主要是夹布胶木轴承，它广泛用于各种幵坯轧机、中厚板轧机和型钢轧机。
在有的小型轧机上还使用铜瓦或尼龙轴承。
金属滑动轴承，主要材料是青铜，因其摩擦系数较商、不耐用，又要消耗有色金属，目前仅用于脅轧薄板轧机上，由于轧辊工作温度高（约300℃），故采用沥靑做润滑剂。
液体摩擦轴承（油膜轴承）的特点是摩擦系数小、工作速度高、刚性较好，广泛用在现代化的冷、热带钢连轧机的支撑辊和其他髙速轧机上。
3轧辊与轧辊轴承解析
⑵支持辊强度效核
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3.3.3.3 四辊轧机轧辊接触应力计算
⑴ 半径方向的法向正应力
46
⑵ 在接触区切应力
τ
47
图3-8 轧辊接触应力与深度关系
48
3.3.4 轧辊的断裂形式与安全系数
3.3.4.1 轧辊断裂形式
49
3.3.4.2 轧辊安全系数
* 影响轧辊实际强度的其它因常素: 轧辊材质的不均匀性；轧制
② 板带材轧机轧辊的辊身长度应与所轧板带材最大宽度相适应。
工作辊辊身长度可用下式确定：
16
板带材轧机的辊身长度的确定，一般应和轧辊直径一起考虑。
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3.2.2.3 辊颈
辊颈直径d、辊颈长度 l 、辊颈与辊身过度圆弧半径r与轧辊轴承形式 及工作载荷有关，并应综合考虑轧辊辊颈的强度和轧辊轴承的寿命。由
轧辊强度、刚度的校核。
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3.2
轧辊的结构
图3-1 轧辊的结构 a-梅花形的辊头；b-扁头形的辊头；c-带双键形的辊头 10 1-辊身；2-辊颈；3-辊头
① 辊身
工作部分 型材轧辊-辊身上刻有各种形状的轧槽 (孔型 ) 板材轧辊-平辊或微凸、微凹型或其它较复杂的曲线 形状（辊型）。
② 辊头
传动连接或吊装部分，其形状由连接轴型式确定，
梅花型、 单键型、双键型、万向节型。
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③ 辊颈
支持固定轧辊部分，即安装轴承及轴承座部分。形
状由轴承型式确定，滑动轴承及滚动轴承为圆柱体，
液体摩擦轴承为圆锥形。辊颈、身交界处为应力集中
处应用过度圆弧连接，属于强度薄弱环节。
组合轧辊 -组合轧辊由韧性好的心轴和硬度高的辊套组成，
生产某种产品时各机架轧制压力分别为P1=170 t，P2=140 t；传 动轧辊的总扭矩分别为Mn1=19 KN.m，Mn2=16 KN.m；工作辊 辊身直径为Φ150 mm, 辊颈直径为Φ110 mm, 辊头直径为Φ100 mm，带双键槽；支持辊辊身直径为Φ450 mm，辊颈直径为 Φ250 mm；压下螺丝中心距为700 mm，工作辊辊颈中心距为 650mm。轧件宽度b=280 mm，轧辊材质为合金锻钢。忽略水平 张力的影响。试校核轧辊强度（要求画出辊系受力图、轧辊受力
第三章轧辊与轧辊轴承
第三章轧辊与轧辊轴承第一节轧辊的结构与类型一、轧辊的结构轧辊是用来对轧件进行轧制加工的工具，它是整个工作机座的中心，机座的其他组件和机构都是为装置、支承和调整轧辊以及引导轧件正确地进出轧辊而设的。
1．辊身辊身是轧辊的中间部分，直接与轧件接触，经常处于高温、高压、受冲击等繁重的工作负荷以及承受高温下用水冷却而产生的内应力。
钢板轧机的轧辊辊身呈圆柱形，冷轧板带轧辊的辊身微凸，当它受力弯曲时，可保证良好的板形。
有时热轧薄板轧辊的辊身微凹，当受热膨胀时，可保持较好的板形。
型钢轧机轧辊的辊身上有轧槽，根据型钢轧制要求安排孔型(图3—16)。
2．辊颈辊颈安装在轴承中，承受轧制压力，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。
辊颈的形状有圆柱形和圆锥形两类，圆柱形辊颈用于滑动轴承和滚动轴承，圆锥形辊颈用于液体摩擦轴承。
3．辊头辊头和联接轴相连接，传递轧制扭矩。
辊头的形状有梅花轴头、扁头和带有键槽的圆柱形三种。
梅花轴头(图3～1)用于和梅花套筒、梅花接轴相连接；扁头(见图3—4)用于和万向接轴相连接；带双键槽的圆柱形辊头，则用键与套筒配合组成装配式辊头，与万向接轴或齿形接轴连接。
带双键槽的轴头在使用过程中，键槽侧壁容易崩裂，目前常用易加工的带平台的轴头(图3—2)取代。
在四辊板带轧机上，轧辊分为工作辊和支承辊。
工作辊一般是驱动辊，辊径小，并与高温轧件接触，要求有一定的强度、刚度和较高的耐磨性。
而支承辊则主要是承受弯曲负荷，要求有足够的抗弯强度和抗弯刚度，此外，还要考虑支承辊与工作辊问的接触应力。
工作辊的结构如图3—2所示。
辊身为光滑的圆柱表面。
辊颈使用滚动轴承，在其中部，为了便于拆卸轴承，开有一个小切口(切口宽度应大于轴承间隔环的宽度)。
辊头为平台结构。
工作辊两端做成对称的，使传动端和非传动端可互换使用。
当采用装配式轴头时，为了拆卸滚动轴承，辊头上的扁头必须作成可拆卸的。
轧辊的辊身与辊颈的过渡区由于直径的突然变化是受力的危险截面，产生很大的应力集中，设计翩造时应注意采用过渡台阶或过渡圆弧以减少应力集中。
《压力加工设备》第三章2013-3 轴承
两滑动表面间输入足以平衡轧制力和辊重的高压油,靠油的静压力使辊
颈在轴承中浮起. 无论何时均能实现液体摩擦.
承载能力大、寿命长、刚性高; 适于各种转速和载荷条件; 可降低对轴承衬材料 的加工制作要求. 置. 轧机静压轴承多 采用四个油缸. 但需可靠的高压液 压系统及相应的保护装
600冷轧机支承辊所用的静压油膜轴承工作原理图
心相对轴承中心偏移量为e,使
主腔1处间隙减小,油压p1升高, 上面腔3处间隙增大,油压p3降 低,上下腔间形成压强差 △p=p1－p3 ,阻止辊颈下移,并 企图迫使它复位. △p反馈作用在滑阀A左端,迫使A向右移x,使左边节流长度减小到lc－x,节流阻
力减小;而右边节流长度增大到lc+x,节流阻力增大,从而,使流入主腔1油量增加,
（1） 圆锥滚柱轴承
能同时承受径向和轴向负荷;
滚柱端面和内圈导向边缘间有滑动 摩擦,比圆柱滚柱轴承易发热,不适于 高速. 不能自动调心,加剧了各列滚动体受 力不均. 轴承上需自位球面垫. 为便于换辊,内圈与辊颈采用动配合. 因配合较松,为防止辊颈磨损,辊颈
表面硬度取HS40～50.同时,保证配合
流入副腔3油量较少.使△p进一步增大,直到与外载荷平衡,并使e减小到一个新的 平衡位置.
若轴承和滑阀参数选择适当,则有可能使辊颈恢复受载前位置,使辊 颈处于稳定状态,即轴承具有最大刚度. 静压轴承这个特性对提高轧制精度十分有利.
600冷轧机支承辊所用的静压轴承结构 1-螺母；2,4-止推块；3-固定块；5-衬套；6-轴承座；7-密封圈； 8-辊颈；9-调整块；10-补偿垫；11-自位垫板
轧辊未受径向载荷时. 压力油将辊浮在中央,辊 颈周围的间隙相等; 各腔液体阻力和节流阻力
轧钢机械(第三章轧辊与轧辊轴承)
一般用于二辊轧机 • 弹基梁法
通常用于四辊轧机 M.D.Stone在1965年8月《钢铁工程 师》上刊登了弹基梁法，从而引起重视。
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§2 轧辊轴承
一、工作特点 1、单位负荷大； • 负荷大（是一般轴承的2-4倍） • 轴承尺寸受限制 • pv值比一般的大3-20倍 2、条件恶劣，密封要求高； 3、运转速度差别大。
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§1 轧辊
一、轧辊的类型 3、材料 选择原则： • 满足工艺要求及特点； • 轧辊本身的破坏形式及原因； • 选择标准材料：锻钢、铸钢、铸铁
例如宝钢2030：工作辊：HS93-94 86CrMoV7 支承辊：HS55-60 40Cr3MoV7
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§1 轧辊
二、轧辊的强度计算和应力分析 1、一般原则 • 静载：弯、扭、剪 • 动载：冲击、振动 • 热应力：温度造成的应力 • 由于有些应力很难计算，设计中一般不
❖ 流体不可压缩；
忽略重力、惯性力； 忽略压力（粘度效应）； X
Z v0
刚度表面是理光滑；
流体在Z方向没有流动。
Y
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§2 轧辊轴承
三、液体摩擦轴承 1、动压油膜轴承 承载条件 ：
• 锥形间隙 • 速度 • 持续供油 • 保持油温 • 高精度 • 良好的密封
2、动静压油膜轴承
轧 钢 机 械
许勇 2006
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第三章：轧辊与轧辊轴承
• 轧辊和轧辊轴承是轧钢机中两个重要的 部件；
• 轧辊是轧钢机中惟一与轧件直接接触， 并使轧件产生塑性变形；
• 轧辊轴承是保持轧辊正常回转运行的重 要部件。
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浅析南钢带钢四辊轧机轴承损坏原因及改进
浅析南钢带钢四辊轧机轴承损坏原因及改进南钢热轧带钢四辊轧机轴承损坏的主要原因是它们在工作中所受的径向及轴向载荷过大造成。
工作辊与支承辊轴线的不平行引起其接触面的轴向相对滑动，由此产生较大的轴向滑动摩擦力，轧件在轧制过程中偏离轧制中心线，造成各列轴承径向载荷不均匀，往往会发生某一列轴承径向载荷超载，从而导致整列轴承损坏。
因此要研究四辊轧机轴承的受力分析、轧机机架的稳定性等方面，对轴承进行改型、机架进行修复提高设备精度，来提高轧机轴承寿命，减少异常损坏。
标签：四辊轧机；径向力；轴向力；轴承失效；改进南钢带钢厂精轧四辊轧机共6架，每台轧机工作辊轴承采用2097938四列圆锥滚子轴承，支承辊轴承采用6890250四列短圆柱轴承和1060深沟球止推轴承组合。
持续对生产现场轧制规格及钢种以及机械、液压系统传动稳定性跟踪，持续对轧辊轴承寿命跟踪统计分析，持续对每一支烧损的轴承进行解体检查分析，发现工作辊2097938轴承损坏主要发生在靠近轧机操作侧轧辊辊径侧的这一列轴承先损坏造成整列轴承损坏，支承辊6890250轴承主要是四列短圆柱轴承外圈及滚动体碎裂。
1 轧辊轴承损坏原因分析1.1 工作辊2097938轴承损坏原因分析持续对每一支烧损的轴承进行解体检查分析，结合烧损轴承寿命跟踪统计以及轧制的钢种及规格，以及轧机设备、液压系统运行稳定性分析，发现工作辊2097938轴承烧损的主要发生在是轧机操作侧固定端某一列轴承，而传动侧自由端轴承烧损很少发生，而且从烧损现象上看轴承润滑良好，但是轴承外圈和保持架断裂，部分损坏的轴承滚动体断裂。
图1所示为四辊轧机工作辊与支承辊的受力分析简图，从受力情况分析来看，带钢产品在轧制过程中，轧件的变形抗力主要是通过工作辊向支承辊传递，轧制轴向力主要是轧件与工作辊间之间的摩擦力向工作辊传递。
也就是说工作辊2097938轴承在轧制过程中受到轧制轴向力较多，而支承辊6890250轴承在轧制过程中受到轧制径向力较多。
轧辊与轧辊轴承(3)
• 四辊轧机由于其支承辊
直径大干工作辊直径， 故认为支承辊受全部弯 矩，而工作辊承受全部 扭矩。支承辊弯矩断面 3-3计算为：
• 断面3-3弯曲应力为
3 3
P L P l 0 Rb 3 2 0.4 D2
L l MW P 0 8 4
• 扭转应力为：
MK WK
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工作辊与支承辊间的接 触应力
假设辊间作用力沿轴向均 匀分布，由弹性力学中可 转化为弹性力学中的平面 接触问题，当二者材料相 同时，由赫茨公式可以求 出最大接触压力，在轧辊 表面，材料处于三向受压 状态，难以破坏，造成剥 落的是辊面以下的切应力:
22
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z 0.78b
1.有槽轧辊的强度校核--初轧型 钢及线材轧机 将轧制力看作集中力，轧辊在轧制 承弯矩和扭矩。按材料力学方法找 出其危险截面计算其相应的安全系 数。在辊径处，其受力特征是弯扭 合成。应按相应的强度理论计算出 当量应力，确定其安全系数。
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钢板轧机轧辊的强度校 核二辊轧机计算方法和 有槽轧辊一样，只是轧 制力不能再看成是集中 力，而是近似地看成沿 轧件宽度均布的载荷， 而且左右对称（图310），轧制力P=qb,b 是轧件宽度。
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名义直径--对型钢轧机：为齿轮座的中心矩。 对初轧机：为辊环的外径。 一般名义直径均大于工作直径,确定 原则：咬入条件与强度条件。 轧辊工作直径可根据最大咬入角a（或压下量 与辊径之比）和轧辊的强度来确定。 轧辊的强度条件是轧辊各处的计算应力应小 于许用应力。轧辊的许用应力是其材料的强 度除以安全系数。通常轧辊的安全系数取5。
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黑色冶金技术《轧辊轴承-轴承自卫》
第四页，共四页。
第一面垫能保征四列滚动轴承自位均 载
〔2〕在设计时曾考虑的偏载系数小于133，从轴承本身 和轧机结构综合处理
第二页，共四页。
第三页，共四页。
内容总结
一、轴承的偏载。而外环是安装在轴承座内，如保持位置不变，那么轴承内外环之间的间 隙就不是矩形而是楔形，这样多列轴承工作时就会偏载，寿命急剧下降。所以要提高轴承寿命， 必须解决轴承偏载问题，轴承均载自位问题以及赋予轧机自卫机构和性能问题还没有引起世人 的足够认识和重视。谢谢
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3.2 轧辊轴承的类型与特点 轧辊轴承的主要类型是滚动轴承与滑动
轴承。
第3章轧辊轴承剖析
轧辊上使用的滚动轴承主要是双列球面 滚子轴承，四列圆锥滚子轴承及多列圆 柱滚子轴承。滚针轴承仅在个别情况下 用于工作辊。滚动轴承的刚性大，摩擦 系数较小，但抗冲击性能差、外形尺寸 较大。它们多用在各种板带轧机和钢坯 连轧机上。
第3章 轧辊轴承
3.1 轧辊轴承的工作特点 3.2 轧辊轴承的类型与特点 3.3 非金属衬开式轴承 3.4 滚动轴承 3.5 液体摩檫轴承
第3章轧辊轴承剖析
3.1 轧辊轴承的工作特点
1、轧辊轴承的作用：是用来支承轧辊，并承受 由轧辊传来的轧制力，同时保持轧辊在机架中 正确位置。
2、轧辊轴承应具有较小的摩擦系数，足够的强 度和刚度，寿命长，便于换辊。
8、衬瓦在轴承中的装配 主轴瓦装在受轧制力方向； 中辊轴瓦装在辊颈上、下两边； 上辊轴承在辊颈下装辅助瓦（托瓦），以便在
轧辊空载时承受轧辊重量。
第3章轧辊轴承剖析
非金属衬开式轴承是半干摩擦滑动轴承的主 要形式，而酚醛夹布树脂(夹布胶木)是非金属轴 承衬的理想材料。它的特点是： 1) 抗压强度较大，顺纤维方向为100～150MPa， 垂直纤维方向可达230～245MPa； 2) 摩擦系数比金属衬瓦低10～20倍； 3) 有良好的耐磨性，使用寿命较长； 4) 胶木衬瓦较薄(30～40mm)，故可以采用较大的 辊颈尺寸，有利于提高轧辊强度； 5) 可用水做润滑剂，不存在轴承密封的问题； 6) 能承受冲击载荷。
第3章轧§3.3.1 带非金属轴瓦的开式滑动轴承 1、应用：除冷轧机、薄板轧机、部分线材轧机和钢
管轧机以外的大部分轧机上。 2、制作：布胶轴瓦是一种用棉织品（棉布或帆布）
先在合成树脂中浸透的棉布用高压压制成，其布 层之间都充满了树脂，是一种多层状的塑料。 3、轴瓦主要是酚醛夹布树脂（胶木轴瓦）和塑料 轴瓦。
第3章轧辊轴承剖析
滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。 半干摩擦滑动轴承主要是开式酚醛夹布树 脂轴承(夹布胶木轴承)，它广泛用于各种 型钢轧机、钢坯轧机及初轧机。在有的小 型轧机上还使用铜瓦或尼龙轴承。叠轧薄 板轧机采用铜瓦轴承，但由于轧辊温度高， 故采用沥青作为轴承的润滑剂。
第3章轧辊轴承剖析
液体摩擦轴承有动压、静压和静一动压三种 结构型式。它们的特点是摩擦系数小，工作速 度高，刚性较好，使用这种轴承的轧机能轧出 高精度的轧件。这种轴承广泛用在现代化的冷、 热带钢连轧机支承辊及其它高速轧机上。
第3章轧辊轴承剖析
4、优点： ①摩擦系数低，具有良好的耐磨性，因此寿命高，
并可减少能耗； ②胶木轴瓦比较薄（30～40mm），故可采用较大
的辊颈直径，这样有利于提高辊颈强度； ③胶木轴瓦可用水润滑，不存在轴承密封问题；
④胶木轴瓦质地较软，既耐冲击，又能吸收进 入轴承的氧化铁皮等硬质颗粒，因而有利于保 护辊颈表面质量。
第3章轧辊轴承剖析
缺点： ①强度低，耐热性和导热性差； ②工作时需要大量的循环水进行强制冷却和润 滑； ③刚性差，弹性模量只有500～1100MPa，因此 受力后弹性变形大。对轧件尺寸要求严格的轧 机，不宜采用这种轴承瓦。
第3章轧辊轴承剖析
5、配置：
径向衬瓦（轴瓦）
轴向衬瓦（端衬瓦）
目前应用最广的整压成型的圆柱形衬瓦。为 了提高耐磨性能，组合式衬瓦应使其分层方向与辊 颈表面垂直布置。
3、轧辊轴承的负荷（工作）特点： 轧辊轴承是轧钢机工作机座中的重要部件。
由于各类轧机的结构及工作条件差别很大，因 而必须采用不同类型的轴承。和一般用途的轴 承相比，轧辊轴承有以下特点：
第3章轧辊轴承剖析
①承受很高的单位压力（p）； 轧辊轴承所承受的单位压力要比普通轴承大 2～5倍。这是因为轧机的轧制压力大，而其轴 承受外围尺寸的限制和在较短的辊颈内使用很 大的许用应力所决定的。
动压轴承的制造精度要求高，成本贵，安装、 维护要求严格。
第3章轧辊轴承剖析
带金属轴瓦的滑动轴承：用于叠轧薄板轧机。 带布胶轴瓦的滑动轴承：用于开坯、中厚板及型钢
轧机。 闭式（液体摩擦）轴承：用于四辊轧机。 滚动轴承：用于钢板、钢坯、线材、钢管轧机。
第3章轧辊轴承剖析
课外作业: 1、轧辊轴承的工作特点是什么？ 2、轧辊轴承的类型、特点及用途是什么？
②承受的热许值即Pv值大； Pv值比普通轴承大4～24倍；Pv值是代表能量
消耗的指标，即反映轴承发热情况的数值，由 于轧辊轴承的单位压力高，且辊颈圆周速度也 较大，这就造成了Pv值很大。
第3章轧辊轴承剖析
③工作温度高； 轴承的工作温度在普通机械上只有几十度，
最高到100 0C左右，而轧辊轴承的工作温度可 达300 0C，甚至可达400 0C。为了使轧辊轴承 温度不致升得过高，可在辊颈上浇水或用强力 的循环油达到人工冷却。 ④工作条件恶劣。
6、整块式布胶轴瓦的主要尺寸
①布胶轴瓦的长度l决定于辊颈长度；
②轴承轴瓦的包角α还与轴瓦承受的水平分 力的大小有关系。一般在1000～1400范围内。
③ 轴瓦厚度h
h一般取25～40mm 。
第3章轧辊轴承剖析
7、端衬瓦（止推轴瓦） 辊颈直径 ≤600mm 时，用整块的； 辊颈直径 > 600mm 时，用三块拼合式。
液体摩擦轴承的允许速度只受散热条件的 限制，在适当冷却的条件下，当速度提高时， 承载能力不是降低，而是提高。
第3章轧辊轴承剖析
目前，液体摩擦轴承已经在连轧机上成功地 工作着，并且从实践中已证明，可以用在可逆 式轧机上。一般地说，对于经常启动和可逆的 轧机，由于液体摩擦轴承负荷起动时摩擦力矩 大，因此是不希望采用的。但在制造精确及启 动很迅速的情况下，轴承很快进入液体摩擦区 域，故有采用的可能。
除了高负荷外，轧辊轴承在受到高温的同 时用水冷却，因而温度很不稳定，而且污水、 氧化铁皮和尘土等容易落入，润滑也较困难等。 所以如何选择轧辊轴承的型式和选择轴瓦材料 是很重要的。
第3章轧辊轴承剖析
各种热轧机在轧制时，轧辊都要用 水冷却(叠轧薄板轧机除外)，且有氧化 铁皮飞溅；冷轧机在轧制时要采用工艺 润滑剂(乳化液或其它轧制油)来润滑、 冷却轧辊与轧件，在多数情况下，它们 是不能与轴承润滑剂相混的。因此，对 轴承的密封提出了较高的要求。