赵志波　任德国

　　摘　要：分析了某厂热轧1580mm生产线输出辊道内冷辊轴承频繁进水导致轴承润滑不良抱死的原因，对内冷辊水套结构重新进行了设计及改进，使因轴承进水造成的故障率大幅降低90%以上。

　　关键词：输出辊道；内冷辊；轴承；润滑；密封

　　1　引言

　　某厂热轧带钢生产线输出辊道布置于精轧机后，用于将轧制后的带钢输送到卷取机内卷取成卷。为保证精轧机出口多功能仪表的正常使用，输出辊道中多功能仪表下方的29根辊子设计为辊身表面喷焊硬质合金耐磨层的的空心辊子。辊子线速度Z大达22m/s，输送带钢温度为870～900℃，辊子冷却采用辊身内部冷却形式。内冷辊的运行状况直接关系到带钢表面质量的好坏，一旦出现死辊极易引发带钢下表面划伤质量事故。目前内冷辊在生产运行过程中频繁出现冷却水进入轴承内部的状况，导致轴承润滑脂的流失、乳化等情况，引起轴承润滑不良，内冷辊在高温、高速运转工况下，由于轴承润滑不良极易造成辊子抱死，引起非计划停机故障，成为生产顺稳的瓶颈，亟需解决。

　　2　问题分析

　　分析内冷辊的装配结构(见图1)可以看出，造成内冷辊轴承进水的主要原因是：

　　(1)轴封老化导致封水失效。内冷辊冷却水钢管通过法兰与水套连接固定，并伸入到辊子内部。进入辊子内部的冷却水对辊子冷却后经辊子水孔与进水管之间的缝隙回流到水套内部，水套内的水经回水软管进入主回水管路，实现辊子冷却。在轴承与内冷辊日常运行过程中，受高温、高转速工况影响，位于轴承和水套之间的骨架密封较易出现老化，密封一旦老化失效，水套内的水透过密封进入轴承内，一方面会造成干油的冲刷流失，另一方面造成干油乳化失效，从而导致轴承润滑不良引起辊子轴承抱死。

　　(2)水套回水腔排水能力不足导致回水腔大量积水，辊子高速运转对水套内的积水形成“漩涡”效应，一旦密封出现微缺陷，在此效应作用下，回水极易进入轴承内部，引起润滑脂流失造成轴承润滑不良。

　　(3)轴套硬度、粗糙度未达到设计要求，造成轴套与骨架密封配合面磨损严重，使骨架密封失去封水效果，造成大量的水进入轴承内部，引起轴承润滑不良。

　　3　改造措施

　　3.1水套结构改造

　　在保证原设计水套外形、安装尺寸均不变的前提下，对水套结构进行改造(见图2、图3)：将水套结构改为双密封、双回水结构。将原先的轴承端盖-水套一体式结构拆分为两部分，一部分为增设O型密封的轴承端盖法兰结构，另一部分为带双回水管的水套结构，两部分结构通过M16螺栓连接。采用此结构的水套一方面能够增强密封封水能力，另一方面能够提高水套回水腔排水能力。

　　原设计中辊子驱动侧端盖和水套为一体式结构，端盖通过与轴承座端面固定来实现水套的安装固定。改造后将轴承端盖和水套分离，且对该两部分均加工唇形密封安装槽，通过平行安装两个B80mm×100mm×10mm规格的骨架密封增强对轴承的密封作用。

　　原设计水套结构部分只有1个回水腔，设置1根∮68mm回水管，改造后回水套回水腔分割为主回水腔和辅回水腔两部分，主回水腔设置∮63mm回水管，辅回水腔设置∮32mm回水管，且两腔通过隔板分割，主回水管对回水进行主排，当主回水腔内有积水时，积水通过轴颈与隔板之间2mm的缝隙回流至辅回水腔，通过辅回水腔进行分流。

　　3.2辊子轴颈改造

　　一方面由于水套主回水管位置较原设计向进水方向后延，另一方面原设计中轴颈出水口距离回水管口位置较近，容易引起返水，造成水套内积水。综合上述两方面原因，为保证排水顺畅，对辊颈部位进行延长改造，轴颈尺寸∮70mm保持不变，向传动侧延长80mm。

　　3.3轴套改造

　　按照原设计，与骨架密封配合的轴套技术要求为粗糙度0.8，硬度大于500HV，表面渗氮硬化处理，渗氮层硬度0.4mm以上。而在实际使用过程中，对轴承进水的辊子解体后发现，轴套与密封配合面均有不同程度的沟槽，由于轴套磨损量超过了骨架密封本身的补偿量，造成密封无法起到封水作用。通过重新按照设计技术要求对轴套进行加工，保证轴套的粗糙度和硬度要求，避免了轴套由于制造缺陷引起的轴承进水问题。

　　4　改进效果

　　对内冷辊进行改造后，效果显著，主要体现在以下3个方面：

　　(1)改造为双回水管结构，水套排水能力较原设计增加约50%，避免了回水腔内大量积水，大大降低了轴承进水的风险。

　　(2)将原设计中的单密封改为双密封结构，当一道密封老化失效时，仍有一道对轴承起到封水作用，密封效果较原实际加强50%，减少了内冷辊由于密封失效导致轴承腔进水引起的辊子抱死故障。

　　(3)通过观察轴承端盖和水套法兰的结合面渗水情况，可以提前预判唇形密封是否失效，当唇形密封失效时，水流会通过两法兰结合面渗出，可利用日常定修进行唇封更换，对内冷辊唇形密封时限实行可控化管理。改造后运行一个月，对之前频繁进水的传动侧轴承内部干油进行油脂净含量、光谱、含水率3项指标分析，结果见表1(两个油样)。

　　5　结语

　　输出辊道内冷辊改造后，辊道运行可靠，效果较好。轴承进水造成的故障率大幅降低，降低幅度达90%以上，且干油消耗成本较改造之前降低约50%，通过改造一方面保证了生产的顺稳，另一方面节约了生产成本，取得了较好的经济效益。

（来源：冶金之家）