軋機(jī)油膜軸承進(jìn)水原因分析及預(yù)防措施

王紅強(qiáng)　邢學(xué)松　羅永浩

1、前言

軋機(jī)油膜軸承作為軋機(jī)的重要部件，在軋制生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用，油膜軸承使用的好壞決定著軋鋼生產(chǎn)是否順行，而在實(shí)際生產(chǎn)中Z常見的就是油膜軸承進(jìn)水。水進(jìn)入油膜軸承油后，會(huì)使油膜軸承油中的某些添加劑水解失效，降低油的性能，造成油膜軸承工作時(shí)潤(rùn)滑異常，可引起軸承的異常磨損，造成油的乳化，降低油膜軸承油的油水分離能力、抗氧化和抗泡沫能力。因此，油膜軸承的防水工作至關(guān)重要。

2、軋機(jī)油膜軸承及密封結(jié)構(gòu)

圖1為油膜軸承及密封的結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出，密封部分的鋁環(huán)、DF 密封(多肢密封)、錐套是隨著軋輥同步轉(zhuǎn)動(dòng)的，水封、密封蓋、襯套與軸承座連接在一起，是不動(dòng)的，在軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，軋輥冷卻水就會(huì)通過水封、鋁環(huán)、DF 密封上的封水唇和封油唇進(jìn)入油膜軸承。

3、進(jìn)水原因分析及預(yù)防措施

3.1靜密封篩查及預(yù)防措施。

3.1.1靜密封指的是油膜軸承各部件間的“O”型圈，起到密封的作用。造成靜密封處進(jìn)水的原因主要如下:

3.1.1.1“O”型圈回轉(zhuǎn)直徑過大或過小，不易入槽。

3.1.1.2“O”型圈老化斷裂，水從“O”型圈斷裂處進(jìn)油軸承座內(nèi)部。

3.1.1.3“O”型圈部位沒有壓緊，造成“O”型圈兩側(cè)的部件中存在間隙，水從間隙進(jìn)入軸承座。

3.1.1.4“O”型密封圈斷面小時(shí)，過盈量不足，易漏水。

3.1.1.5“O”型密封圈斷面過大時(shí)，部分?jǐn)D在法蘭面之間，易漏水。

3.1.2針對(duì)靜密封位置進(jìn)水，需要做好以下幾個(gè)方面的預(yù)防措施：

3.1.2.1必須定期更換靜密封，確保靜密封不會(huì)老化。

3.1.2.2要使用斷面尺寸符合要求的“O”型圈，并且保證回轉(zhuǎn)直徑的精度。

3.1.2.3更換“O”型圈時(shí)，要把溝槽內(nèi)有雜質(zhì)、毛刺等雜物清理干凈，確保“O”型圈在正確位置。

3.1.2.4定期檢查各部位螺栓是否松動(dòng)，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)時(shí)及時(shí)擰緊，確保“O”型圈被壓緊。

3.2密封蓋的檢查及進(jìn)水預(yù)防

3.2.1對(duì)于密封蓋來說，它起的作用是為水封安裝提供支撐，同時(shí)與DF密封配合防止水的進(jìn)入。造成密封蓋處進(jìn)水的主要原因如下:

3.2.1.1密封蓋上與 DF 密封接觸的陶瓷面出現(xiàn)崩裂現(xiàn)象，會(huì)損傷封油唇或封水唇，造成 DF 密封失效。

3.2.1.2密封蓋徑向定位尺寸小，導(dǎo)致與軸承座產(chǎn)生裝配間隙，會(huì)導(dǎo)致 DF 密封發(fā)生偏磨，易漏油與漏水。

3.2.1.3密封蓋易被冷卻水氧化，緊固螺絲孔邊緣易出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)，容易造成軋輥冷卻水進(jìn)入軸承座。

3.2.2針對(duì)密封蓋位置的防水措施，主要如下:

3.2.2.1安裝密封蓋前，仔細(xì)檢查陶瓷環(huán)及測(cè)量相關(guān)尺寸，發(fā)現(xiàn)陶瓷面崩裂或尺寸異常時(shí)禁止使用。

3.2.2.2安裝密封蓋時(shí)，避免硬物碰觸陶瓷面，如陶瓷面邊緣銹蝕嚴(yán)重，該密封蓋也禁止使用。

3.2.2.3要經(jīng)常檢驗(yàn)緊固螺絲孔邊緣是否有腐蝕漏點(diǎn)。對(duì)使用過的密封蓋，要經(jīng)常檢查與軸承箱及水封接觸部分是否有過多的氧化鐵皮。如果有，要及時(shí)清理，安裝時(shí)在此涂密封膠。

3.3DF 密封對(duì)密封效果的影響及進(jìn)水預(yù)防

3.3.1DF 密封是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件，它是集靜密封、唇式動(dòng)密封及迷宮密封等功能于一體，圖2是正常情況下的DF密封裝配圖。DF密封任何的異常情況都可能導(dǎo)致進(jìn)水、漏油的情況發(fā)生，主要異常情況如下；

3.3.1.1鋼帶尺寸過小時(shí)，使 DF 封封油唇變形，而且封油唇與封水唇過盈量不足，發(fā)生漏油及漏水現(xiàn)象，具體如圖3所示。

3.3.1.2鋼帶尺寸過大，較大的離心力使DF密封主唇及副唇對(duì)軸輥的抱緊力不足，內(nèi)側(cè)漏油漏水，外側(cè)的封油唇及封水唇過盈量增大，易磨損，具體如圖4所示。

3.3.1.3裝配過度時(shí)，封油唇后側(cè)易與密封蓋凸起接觸磨擦，而且封油唇與封水唇的過盈量加大，磨損加快，錐套與鋁環(huán)把DF密封頂?shù)奶o，易把鋁環(huán)頂變形，變形部分卡在密封蓋上，使DF不能隨軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)，而與軋輥產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)生旋轉(zhuǎn)，DF密封的內(nèi)側(cè)唇口磨損老化而失效，具體見圖5。

3.3.1.4裝配不到位時(shí)，封水唇后側(cè)與密封蓋凸起發(fā)生磨損，而且內(nèi)側(cè)唇口的過盈量不足，從而發(fā)生漏油漏水現(xiàn)象，具體見圖6。

3.3.1.5裝配 DF 密封時(shí)，封油唇和封水唇的唇口可能會(huì)出現(xiàn)翻唇現(xiàn)象，唇口會(huì)異常磨損，從而造成進(jìn)水、漏油情況發(fā)生。

3.3.2針對(duì)以上影響DF密封正常使用的各類情況，要做到針對(duì)性的預(yù)防工作，主要如下：

3.3.2.1安裝DF密封時(shí)，首先要保證密封鋼帶尺寸合適，才能保證 DF 密封處于正常位置。

3.3.2.2裝配油膜軸承時(shí)，必須確保鎖緊尺寸，根據(jù)裝配要求，油膜軸承在安裝到位時(shí)，鎖緊螺母內(nèi)螺紋露出的長(zhǎng)度為30±2mm。

3.3.2.3DF 密封的存放只能平鋪，保證 DF 密封沒有扭曲變形。

3.3.2.4安裝 DF 密封時(shí)，密封蓋陶瓷面要適當(dāng)涂滿油脂，同時(shí)要避免封油唇和封水唇出現(xiàn)翻唇現(xiàn)象。

3.4鋁環(huán)對(duì)防水效果的影響及預(yù)防措施

3.4.1鋁環(huán)是隨軋輥同步旋轉(zhuǎn)的，在鋁環(huán)旋轉(zhuǎn)的過程中，如果鋁環(huán)不在正常位置，防水效果將會(huì)明顯降低，鋁環(huán)對(duì)防水效果的影響具體情況如下:

3.4.1.1鋁環(huán)內(nèi)側(cè)高度過高時(shí)，會(huì)把DF密封頂變形，一方面可使唇口過盈量不足，另一方面可使 DF 密封與軋輥發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，而磨損內(nèi)唇口。具體情況見圖 7。

3.4.1.2鋁環(huán)內(nèi)徑過小時(shí)，不頂在封水唇的根部，而頂在腰部，使封水唇后仰，而減少過盈量。

3.4.1.3鋁環(huán)變形時(shí)，鋁環(huán)與 DF 密封的接觸位置發(fā)生變化，會(huì)影響防水效果。

3.4.1.4鋁環(huán)橡膠釘脫落或橡膠釘高度不夠時(shí)，會(huì)發(fā)生鋁環(huán)與軋輥之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磨壞鋁環(huán)。

3.4.2針對(duì)以上問題，在油膜軸承的安裝及維護(hù)時(shí)，需要做好以下幾方面的工作，才能保證鋁環(huán)正常工作。

3.4.2.1安裝時(shí)，必須先測(cè)量鋁環(huán)尺寸，確保鋁環(huán)的制造精度。

3.4.2.2使用前需檢查鋁環(huán)，確保鋁環(huán)不變形，變形的鋁環(huán)禁止使用。

3.4.2.3橡膠釘高度不足或缺失的鋁環(huán)，需安裝新橡膠釘后才能使用。

3.5水封對(duì)防水效果的影響及預(yù)防措施

3.5.1水封是通過螺釘固定在密封蓋上的，是油膜軸承的道防水措施，水封與軋輥端面形成的接觸式動(dòng)密封可以阻擋軋輥冷卻水、氧化鐵屑進(jìn)入。水封對(duì)防水效果的影響具體情況如下：

3.5.1.1水封裝配時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)翻唇現(xiàn)象，造成唇口迅速磨損。

3.5.1.2水封是通過螺釘固定在密封蓋上的，螺釘沒有擰緊時(shí)，水封和密封蓋之間會(huì)出現(xiàn)間隙，水從該間隙可以就進(jìn)入，水封失去防水作用。

3.5.1.3水封的工況較為惡劣，周圍有大量的軋輥冷卻水、油泥、氧化鐵屑，油泥和氧化鐵屑會(huì)隨著軋輥冷卻水進(jìn)入水封的V型槽中，影響水封腰部的回彈性能，Z終會(huì)造成水封唇口的快速磨損，具體見圖8。

3.5.2要提高水封的防護(hù)性能，減少磨損，需要做好以下幾點(diǎn)：

3.5.2.1在水封外側(cè)增加防護(hù)密封，用于阻止輥冷卻水、油泥、氧化鐵屑進(jìn)入水封唇口，減少水封與該類物質(zhì)的接觸，保護(hù)水封，具體見圖9。

3.5.2.2安裝水封時(shí)，需要先將密封蓋端面清洗干凈，并均勻涂上一層平面密封膠，確保水封和密封蓋之間沒有縫隙。

3.5.2.3安裝水封時(shí)，需確保水封沒有翻唇現(xiàn)象。

3.6軋輥對(duì)防水效果的影響及解決辦法

3.6.1因軋輥在工作中是轉(zhuǎn)動(dòng)的，軋輥的異常也會(huì)降低防水效果，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.6.1.1軋輥端面出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)場(chǎng)，表面將變的異常粗糙；同時(shí)由于軋輥端面緊貼水封唇口旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間摩擦，軋輥端面與水封唇口接觸部位會(huì)出現(xiàn)一個(gè)環(huán)形的溝槽，環(huán)形溝槽的存在會(huì)影響水封唇口擠壓軋輥的強(qiáng)度，還會(huì)造成水封唇口的異常磨損。

3.6.1.2軋輥在工作時(shí)軸向竄動(dòng)太大，可使一側(cè)水封過盈量加大，被壓緊，水封磨損加快，另一側(cè)水封過盈量小，在極限情況下會(huì)出現(xiàn)軋輥脫離水封的情況，水就會(huì)源源不到的流入，密封徹底失效。對(duì)于使用過一段時(shí)間的水封來說，由于水封的磨損，水封的過盈量變小，當(dāng)發(fā)生軸向竄動(dòng)時(shí)，水封更容易脫離軋輥造成進(jìn)水，提高了對(duì)水封過盈量的要求，同時(shí)也加快了水封的更換頻率。軋輥竄動(dòng)對(duì)水封的影響具體見圖 10。

3.6.2針對(duì)以上兩點(diǎn)，需要做針對(duì)性的工作才能減少水封的磨損，提高水封的壽命，降低進(jìn)水情況的發(fā)生頻率。

3.6.2.1為減少軋輥端面對(duì)水封壽命的影響，裝配時(shí)，需要把水封接觸部位打磨干凈，使用該方法起到了一定的效果，但并不能真正解決水封的異常磨損。為徹底解決軋輥對(duì)水封壽命的影響，在軋輥端面與水封唇口接觸部位安裝陶瓷環(huán)，使水封唇口與陶瓷環(huán)接觸，陶瓷環(huán)與水封唇口接觸部位鍍有一層0.4mm 的陶瓷，因?yàn)樘沾捎捕雀?，表面光滑且耐磨，可以明顯降低水封的磨損，提高水封的使用壽命。支承輥上增加陶瓷環(huán)后，水封的在機(jī)使用壽命提高到了 9 個(gè)月以上，取得了很好的效果。陶瓷環(huán)安裝時(shí)需要在軋輥端面均勻的涂抹一層平面密封膠，確保陶瓷環(huán)和軋輥端面之間沒有縫隙。軋輥端面安裝陶瓷環(huán)的情況具體見圖11。

3.6.2.2為解決軋輥的軸向竄動(dòng)問題，需要從兩方面來解決：

一是把支承輥油膜軸承改為雙止推結(jié)構(gòu)，改善油膜軸承的軸向受力情況；

二是制定合理的軋機(jī)牌坊與軸承座的間隙管理標(biāo)準(zhǔn)，確保軋機(jī)和軸承座之間的間隙在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，這樣可降低軋輥的軸向竄動(dòng)。

3.7其它造成潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)水的原因及預(yù)防措施

3.7.1軸承座進(jìn)油管或回油管油有缺口，會(huì)造成軋輥冷卻水

通過缺口進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)。預(yù)防措施時(shí)定期檢查進(jìn)油管或回油管，發(fā)現(xiàn)異常后立即更換。

3.7.2軸承座回油不暢不軋輥竄動(dòng)時(shí)，軸承座內(nèi)易形成負(fù)壓，出現(xiàn)軋輥冷卻水被吸入軸承座的情況。預(yù)防措施是一是檢查回油管，回油管不能彎折，確?；赜凸苈吠〞常歉纳栖堓伒妮S向竄動(dòng)。

4、結(jié)束語

通過對(duì)油膜軸承的進(jìn)水進(jìn)行全面分析，分析密封各個(gè)部件對(duì)進(jìn)水的影響，提出有針對(duì)性的整改措施并實(shí)施，油膜軸承的進(jìn)水防治工作取得了明顯的效果，密封的磨損明顯降低，防水效果提高，壽命也明顯提高，油膜軸承油的含水量逐年降低。

來源：《冶金設(shè)備》2019年