廖斌　龚佳鹏

摘要：在整个轧钢生产过程中，减速机是至关重要的一个设备之一，其质量及运行状况对于工业生产的稳定性和连续性具有十分重要的意义。而在减速机中关键部件就是它的轴承，一旦轴承发生异常，就会给生产带来很大的影响。 因此，深入探究并分析轧钢机主减速机轴承实效的具体因素，在此基础上给出针对性的优化措施十分必要。

关键词：轧钢;减速机;失效分析

在轧钢生产线上，减速机是一项重要的机械传动设备。然而，由于它的工作环境比较恶劣，所以如果发生故障将对企业的生产造成重大损失。 减速机是轧钢生产线上最常见的机械传动设备，在轧钢设备的中有着非常重要的地位，其工況恶劣，受载荷冲击大，一旦发生故障，会造成巨大的停产损失。因此，分析轧钢减速机常见的失效情况以及提出合理的维护方法。

一、轧钢减速机的失效与维护

1、减速机齿轮失效分析。在实际作业过程中，轧钢减速机最容易出现的一个问题就是齿轮的间歇性失效，出现这一障碍的原因主要是因为减速机一般处于同时支撑多机架运行，所以其负荷较重。 另外，带动机甲的数量与规格、时间等处于一个不断变化的过程中，作业环境变更强，故而减速机的负荷具有较为频繁且大幅度的变化，这是齿轮实效的主要根源。 按照产生崩裂而脱落的状况分析，可以判定为齿轮的整体性实效，其原因主要是因为齿轮本身的强度较低。 在载荷的状态下，齿轮根部带来的弯曲应力是最大的，加上在齿根的过渡圆角中会发生应力的聚集，而且齿轮在转动的状态中会给轮齿带来附加性的载荷。

2、间断性打齿。 这一问题不是因为齿轮自身的强度、设计等因素造成的，而一般是由异物掺入或者是轴承盖存在松动、轴承存在损毁等导致的。

3、熔蚀性损坏。 如果在检查过程中发现齿顶熔蚀、金属发生遗位的现象就基本可以判定为是减速机的突然性断油，因为少油，齿轮之间的摩擦就会造成短时间内温度的骤然升高，使得金属强度迅速变弱甚至熔化，加上负荷重大的因素还会伴随着金属变形或胶合问题的出现。发生点蚀，脱落，擦伤和断齿问题。 在一级被动齿轮实效之余，也会给其他齿轮带来或多或少的损伤，只是尚未导致实效。 轧机组主要减速机的齿轮更新较快，一般一个齿轮只有一年左右的使用寿命， 而这样的频繁更替不但影 响了经济效益，而且给工程进度带来了较大威胁。

二、轧钢减速机轴承失效分析及维护

轧钢机主减速机轴承由于其处于高速、重载、强冲击的特殊使用工况下，并且轴承没有相应的润滑、冷却系统，导致轴承的使用寿命较短。在一条轧钢生产线中，一般由三架以上的轧机组成，在粗轧部分轧制速度相应较低但轧制力较大，精轧部分轧制力相应较小但轧制速度较快，粗轧和精轧中都伴随着强烈的高频率冲击载荷。轴承平均寿命为6个月，常见失效形式为保持架支柱断裂、部分脱焊，滚道及滚子表面完好，无疲劳剥落现象。造成轴承失效的主要原因是，轴承运转过程中的冲击载荷作用时导致轴承内圈转速瞬时降低，承载滚子转速也随之降低，而保持架随同非承载滚子一起由于惯性仍以原速运转，造成保持架贯穿承载滚子的支柱与承载滚子之间产生瞬时撞击，此后在滚子恢复正常转速时与保持架支柱发生第二次撞击，力量较前一次小，方向与前一次相反，因此保持架支柱始终处于交变剪应力作用下并在支柱焊接部位和螺纹尾部产生应力集中，最终导致支柱沿焊接部位和螺纹尾部被剪断。造成轴承早期失效的另一个原因是部分支柱脱焊，一些公司产品采用熔化保持架垫圈外端面黏结支柱端面的方法焊接，焊接强度较差，使用于冲击或震动载荷时容易脱焊，结合对轴承失效原因的分析，采取如下措施进行改进：

1、轴承套圈和滚子材料选用渗碳钢20Cr2Ni4，经过表面渗碳，再经过淬火，使表面获得很高的硬度，而心部较软，所以能提高轴承的抗冲击性。在轴承的结构主参数设计时，改变轴承追求最大额定负荷的常规设计方法，减小滚子直径并增加滚子个数，同时增大滚子支柱孔和支柱直径以提高支柱和保持架整体强度。这样，轴承的额定负荷虽然略有降低，但由于滚子的转动惯量减小，同时由于滚子直径减小，套圈壁厚相应增加可以提高轴承的抗冲击性能。同时支柱直径得以增大从而延长保持架的失效时间，延长轴承寿命。

2、在支柱焊接保持架的焊接工艺方面进行相应的改进，应用增大熔池的台阶焊口形式加强焊接强度;同时为了避免应力集中，摒弃螺纹退刀槽，采用较小的过渡实现螺纹自然收尾，减小支柱受力时焊接部位和螺纹尾部的应力集中。 在设计保持架端面和滚子端面接触的那一面进行了优化设计，在内径及外径向端面斜切一角度，这样做的好处有两点：一是有利于润滑脂进入滚子支柱孔，改善了支柱和滚子兜孔之间的摩察;二是减少了保持架和滚子端面接触的面积，减少了摩察热，改善了接触特性，从而避免了因过分摩擦引起的烧伤，胶结现象。由于轴承的工作转速高，润滑和冷却条件较差，应适当加大轴承径向游隙，另一方面由于轴承工作中存在强烈冲击，轴承游隙又不能过大。

三、轧钢减速机维修注意事项

1、在维修准备阶段，必须要认真研究维修减速机的图纸，准确把握其机械构造和特性，在熟悉图纸的情况下进行拆卸过程，且要按照步骤逐一完成，切忌乱拆乱卸。

2、由于减速机部件众多，较为复杂，所以在开始拆卸之前相关工作人员需要在互相配合的两机件上， 采用一致的字头打印，以防在后续组装中出现错乱情况，保障原位复装，如果机件上保留了原来的印号，就必须在查明 之后才能进行拆卸。

3、在打印时，必须要保障字迹字体的清晰度和大小、位置问题，选择合理的位置，适合的字号，以方便查 看，同一机件上打印的位置要保持一致， 以方便后期查 找，要注意字头不可以在齿面上。

4、减速机许多部件十分细小，所以卸下的一些小部件必须安全保管，以防出现损伤甚至是丢失，而在齿轮置 于地面环境时，轴下可以设置一个支架，并在齿面上放置木板，避免和地面接触，以防止碰伤或潮湿生锈。在拆卸之前我们还需要准确确定被拆卸机件具体位置和装配间隙，做好相应的标记和记录工作。

综上所述，明确问题，寻找原因，并采取针对性对策， 就能够在很大程度上保障轧钢减速机的安全使用， 避免由减速机齿轮、轴承失效带来的生产安全问题，为生产稳定性提供一个良好的环境。

参考文献：

[1] 吴淑飞，高辉.精轧主传动减速机的结构特点[J].一重技术，2017（4）

[2] 王晓青，夏水华 . 滚动轴承失效影响因素与影响机制 [J]. 轴承设计[J].河南冶金，2018（3）.