齿轮机座轴承外圈跑圈原因分析及解决方案.pdf

年 月 第一期 齿轮机座轴承外圈跑圈原因分析及解决方案张 权 郭显敏 翟德慧 罗永浩 王红强(宁波钢铁有限公司 宁波)摘 要:齿轮机座是精轧机的重要设备之一在轧钢过程中扮演着重要的角色 本文根据齿轮机座的工作特点对齿轮机座轴承外圈跑圈的原因进行分析并提供合理有效的解决方法关键词:齿轮机座轴承外圈跑圈 前言齿轮机座是精轧机主要的传动设备之一在生产过程中发挥了重要的作用 精轧机水平辊的传动主要是通过鼓形齿主接轴、齿轮机座、中间接轴、减速机来带动 其区别是 精轧机有减速机 精轧机无减速机 精轧机齿轮机座型号为 精轧机齿轮机座型号为 图 为精轧机传动示意图图 精轧机传动示意图 齿轮机座的用途及结构说明齿轮机座的主要作用:传递扭矩是将主传电机及减速机传递来的动力分配给齿轮机座的上下齿轮轴再通过鼓形齿接轴带动轧机工作辊转动从而实现精轧机的生产齿轮机座的主要组成:齿轮轴、轴承、箱体 由于齿轮机座传递扭矩大所以齿轮轴的直径很大相比较而言齿轮的直径较小所以齿轮与齿轮轴做成一体即为齿轮轴齿轮机座的更换周期为 年所以对于齿轮机座的主要部件要做到很好的维护对于齿轮轴和轴承要有很好的润滑情况 本文主要通过对齿轮机座轴承跑外圈的原因和解决方案进行分析 齿轮机座轴承跑圈原因分析.轴承跑圈的定义轴承与齿轮轴轴承位或者轴承与端盖轴承室之间发生相对滑动的现象就是轴承跑圈轴承内圈与齿轮轴轴承位发生相对滑动是跑内圈而轴承外圈与端盖轴承室发生相对滑动是跑外圈.轴承跑圈原因综合分析)轴承配合不当轴承与轴配合的过盈量不足导致轴承与轴颈之间的摩擦力不足而跑内圈轴承运行时轴内圈与外圈与轴承座存在温差温差会造成配合位置过盈量小随着时间的延长配合处产生磨损逐渐产生跑圈 随后轴承温度升高轴承游隙减小甚至消失轴承内外圈一起随着轴旋转直至报废)轴承轴向定位失效导致轴承存在轴向窜动引起轴和轴承内圈磨损尺寸变化渐渐演变成跑圈)轴承润滑不良润滑油润滑失效、选择不当甚至杂质较多 润滑失效会导致轴承温度升高轴承与轴或轴承座配合尺寸变化引起跑圈 当润滑脂硬度很大或有杂质时会给轴承滚动体造成打堰效应阻止滚动体旋转产生摩擦热同时也会带动外圈旋转产生磨损当阻力较大时这个阻力能克服轴承内圈与轴的摩擦力使得轴与内圈打滑产生滑动造成磨损 年 月 第一期)长期振动若设备振动较大轴承与轴承受的载荷越大轴在运转中犹如被敲打慢慢破坏了原有的配合关系形成了微动、发热、跑圈的条件齿轮轴轴颈和轴承内圈内表面均会发生不同成都磨损)轴承损坏轴承滚动体或保持架损坏使轴承内外圈卡死在轴的扭矩作用下使内圈或外圈一起转动)轴承安装不当轴承安装不到位或热安装时加热温度过高一般温度高于 后就会导致轴承材料低温回火轴承加热膨胀后尺寸发生永久性变化收缩不回来)其他原因:轴承滚道出现先疲劳点蚀轴的自由端轴承余留间隙不足轴承、轴、轴承体清洗异物这些情况都可能导致轴承跑圈以上为轴承跑圈原因的综合分析根据现场的故障部位以及原因分析齿轮机座轴承跑圈的主要原因是轴承会出现长期振动造成 因为热轧生产的连续性每一块板坯通过轧机时都会因为咬钢和甩尾轧机的工作辊会出现振动从而带动齿轮机座齿轮轴的轻微振动长此以往造成了轴承跑圈问题 齿轮机座轴承跑圈的解决方案.问题描述齿轮机座齿轮轴输出端(上齿轮轴浮动端)轴承出现外圈跑圈问题速度较快但由于现场没有条件更换轴承和偏心套需要研究更简单的方案图 为齿轮机座的装配图 难点在于需要保障在现场可以操作不需要解体分配箱和拆卸联轴器在解决外圈跑圈问题的同时不影响轴承的使用寿命并且保证轴承的轴向浮动功能.解决方案首先使用便携式状态监测装置或工业内窥镜装置对轴承进行检查检查轴承内部是否有磨损、剥落等问题因为轴承出现磨损或剥落后会造成轴承内的摩擦增大更容易造成外圈跑圈 如果有发现滚道面磨损或剥落则需要及时更换轴承 如果没有发现轴承内有明显磨损和损坏可在齿轮机座输出侧端盖内安装弹簧进行轴向压紧端盖需要重新设计制作压紧力及弹簧参数根据摩擦力进行计算然后校核增加轴向弹性压紧后对轴承寿命和轴承浮动的影响图 齿轮机座装配图.计算轴承外圈受到的最大周向摩擦力矩计算该轴承受到的径向负载及其外圈受到的周向摩擦力(只计算最大值)轴承的径向负载包括主传动齿轮轴重量的和齿轮啮合力对于 齿轮机座 按最大输出扭矩(最大输出功率)的最低转速压力角 计算得出 主传动齿轮轴浮动端轴承的最大径向载荷约为 齿轮机座 的浮动端轴承径向负载小于 同样按照 的最大值计算 轴承的基本额定寿命大于 小时(计算公式参照)轴承外圈受到的周向载荷来自于轴承内部的滚动体与外圈之间的滚动和滑动摩擦考虑最大负载状态下 号齿轮润滑油计算得到 分配箱轴承/的最大摩擦力矩为.计算弹簧参数为阻止外圈跑圈外圈侧面可增加轴向压紧压紧力根据钢和钢之间的滑动摩擦系数(查机械设计手册在有润滑条件下钢 钢滑动摩擦系数为.)和接触位置计算(/接触位置 )需确保摩擦阻力大于轴承内的最大周向摩擦力矩()计算接触面有润滑情况下需要的轴向压紧力为 如果采用 个压力弹簧每个弹簧压力为 根据端盖与轴承端面的空间选取弹簧压缩后长度 左右弹簧中径小于 按照 中所列公式进行计算 从标准上选择.进一步核算弹簧压缩到 年 月 第一期齿轮机座轴承外圈跑圈原因分析及解决方案 时每个弹簧的压力约为 整体的轴向压紧力为 能够满足要求 技术优化方案及实施说明.端盖设计设计 齿 轮 机 座 的 端 盖 内 径 为()增加凸台用于安装压紧弹簧凸台外径()与轴承外径一致安装后端盖凸台与轴承端面之间留()的间隙用于保证轴承外圈能够轴向浮动 在.的位置加工 深()的弹簧孔 个其它原有尺寸不变设计 齿 轮 机 座 的 端 盖 内 径 为()增加凸台用于安装压紧弹簧凸台外径()与轴承外径一致安装后端盖凸台与轴承端面之间留()的间隙用于保证轴承外圈能够轴向浮动 在.的位置加工 深()的弹簧孔 个其它原有尺寸不变 图 为新型端盖设计图图 新型端盖设计图.弹簧尺寸选择根据齿轮机座端盖尺寸优化设计弹簧选型为.结语本文通过对齿轮机座轴承跑圈原因的分析结合现场实际情况对齿轮机座端盖进行改造在齿轮机座的端盖位置新增弹簧通过计算得出弹簧的尺寸 改造后现场的使用情况良好齿轮机座轴承未出现过轴承跑圈的情况 对解决轴承跑圈的实际工作具有一定的意义也具有一定的参考价值参考文献邹家祥.轧钢机械.北京:冶金工业出版社:.邹丽杰.轧机齿轮机座故障分析与排除.硅谷():.成大先.机械设计手册.北京:化学工业出版社.收稿日期:(上接第 页)加氨量 改造前每月加氨量 改造后每月加氨量降低至 由此每年可节省.万元 结语变负荷机组可通过优化给水加氨系统提高加氨装备的自动化水平避免人工调整的滞后性 通过改造给水加氨系统加氨模式从手动调整加氨量到自动调整加氨量提高给水加氨系统的自动化水平 在机组变负荷工况下汽水品质均能在合格区间范围内波动并且在线汽水品质合格率均可达以上 同时合格稳定的汽水品质可防止给水系统的酸性腐蚀为机组安全运行打基础 自动加氨系统根据在线实时数据变化提供足量药剂避免药剂浪费现象从而实现最经济药剂投加量实现节能减排参考文献/.火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量.赵欣钢周英杨麟.锅炉水处理职业教程.北京:地震出版社.收稿日期: