张建李

摘要：对轧机减速机滚动轴承的常见失效形式及原因进行了分析，介绍了传统点检方法及其优、缺点。说明了振动在线监测技术应用于轧机减速机滚动轴承的点检领域具有执行频率高、覆盖面广等优点，与传统点检方法相结合可实现轴承故障位置的准确预判。

关键词：滚动轴承;轧机减速机;点检

中图分类号：TH133  文献识别码：A

1、前言

在钢铁企业中，轧钢产线，尤其是棒、线材产线具有高轧速、快节奏的生产特点，加之温度高、湿度大的恶劣环境，使得轧机减速机滚动轴承的任何问题都会被放大，导致轴承本身乃至相关联的轴、齿轮等零件损坏。因此，对于设备技术人员而言，掌握轧机减速机轴承的常见失效形式与原因，进行及时、准确的点检，并根据其状态提前进行维修是避免设备事故的必要手段。

2、轧机减速机滚动轴承常见问题及原因

轧机减速机滚动轴承主要损坏形式为内、外圈或滚动体的异常磨损、破坏，保持架变形断裂等[1]。除去轴承本身制造、加工缺陷，造成其损坏的原因主要有：

①轴承选型错误。较为常见的是滚动轴承径向游隙设计、使用不当。轴承径向游隙选择过大，会导致轴承内外圈磨损不均。而游隙过小，可能会导致轴承转动过程中受热膨胀，将转轴抱死。[2]

②装配不当。不仅是轴承本身装配作业不规范导致其受损，轴承内圈端面与锁母之间的预紧力不足、松动，或联轴器安装对中差等都会在设备运转过程中造成轴承的异常损坏

③固体颗粒污染。轴承拆装过程或是生产过程中外部异物进入滚动体与轴承内外圈，会造成轴承局部塑性变形，研磨损伤、擦伤。

④轴承润滑不良。造成润滑不良的原因很多，如润滑剂选型错误，油路设计不合理，润滑油中含水量大，密封失效进水，装配不合理导致油孔不正、箱体密封胶进入分油槽等。

⑤轴承过载。轧机减速机轴承过载多数是坯料温度不合格引起的。当进入轧机的坯料温度过低时会导致轧机的轧制力增大，轧机电机、减速机过载，造成轴承内外圈辊道金属脱落、裂纹，保持架变形、断裂。

由此可见，导致轧机减速机轴承失效的原因众多，只有通过有效的点检才能提前预判轴承状态及故障位置，避免设备的损坏。

3、轧机减速机滚动轴承的点检方法

以往对于轧机减速机滚动轴承的点检分为解体点检与常规巡检两种传统方式。近些年，随着对轧钢设备稳定性要求日益严苛以及在线监测技术研究的不断深入，在线监测系统正越来越多的应用于轧机减速机轴承的点检领域。

1）解体点检

主要为对箱体分箱面进行解体，或打开减速机的轴承座端盖、观察窗的方法检查轴承、齿轮的状态。由于解体点检需要在设备停机状态下进行，因此设备技术人员的能够在自身安全得到充分保障的条件下轴承本体、密封、定位零件等关键部位进行直接触摸、观察。由于解体点检需要生产中断，多在长时间检修中进行，因此执行频率较低。另外，减速机解体的拆装作业需要多人配合，作业过程中容易因人员的技术水平差或作业不规范造成设备隐患或零件损坏。

2）常规巡检

指在生产状态下点检人员对设备运转情况的检查，如透过观察窗检查轴承润滑是否充分;借助便携式测温仪对轴承座的温度进行测量;借助听音棒监听转动中的轴承声音。其优点是能够不需要设备停机，符合现代化轧钢产线连续性强、节奏快的生产模式。缺点主要为：①安全风险大。无论是旋转设备本身或是突发的堆钢事故都可能对点检人员造成伤害。②点检覆盖范围小，执行频率低。受制于轧钢产线设备众多，布置紧凑的特点，点检人员难以对减速的所有轴承进行高频次点检。③使用听音棒检查轴承的正常与否存在很强的主观性，无法定量分析，对点检员的技术水平、工作经验有很高的要求。

3）振动在线监测

振动在线测监测系统通常包括信号采集传感器、数据采集柜、控制计算机以及分析软件测[4]，需在减速机轴承位的水平、垂直以及轴向3个位置打孔、安装传感器，进而实现轴承3个方向上的振动频率、大小、加速度的测量。由于减速机安装在设备底座上后，其振动情况除了受减速机自身状态以及轧制负载的影响外，几乎不受外界环境干扰，所以对在线测振数据的收集、分析能够帮助设备技术人员准确了解轴承本身的磨损、变形、裂纹[5]，以及工作游隙大小、锁母等定位零件松紧以及整个轴系的剩余不平衡量等情况。

与传统点检方式相比较，振动在线监测系统不受生产状态以及设备布局的限制，具有安全性高、覆蓋面广的特点。设备技术人员可根据转速、载荷等因素任意设定监测频率，通过计算机或移动终端设备实现远程设备点检，极大提高了点检效率。此外，在线监测系统采集到的历史数据更加全面、详实，设备技术人员通过对这些数据的分析能够准确地判断出劣化趋势与潜在失效位置，与传统的常规巡检、解体点检相结合能够及时进行设备维护，避免设备事故的发生。

4、结论

造成轧机减速机滚动轴承失效的原因多种多样，不仅是轴承本身制造、装配问题，使用、维护不当也会导致其损坏。单纯的传统点检手段因安全性差、覆盖面小、点检频次低等问题，已经难以满足现代化的轧钢产线对设备稳定性的严苛要求。振动在线监测技术不受生产条件、产线布局、设备数量等因素的制约，与传统点检手段相结合能够帮助设备技术人员实现轴承状态的量化分析以及失效预判，在轧钢设备维护领域有着广阔的应用前景。

参考文献

[1]李百果. 钢铁企业精轧机组状态监测与故障诊断研究[D].上海交通大学，2016.

[2]杨亚辉.浅谈棒材轧机减速箱的常见故障及在线监测应用[J].装备制造技术，2021（02）：215-219.

[3]王晓青.夏水华.滚动轴承失效影响因素与影响机制[J].轴承，2010（11）：18-22. 15.

[4]王一波.鞍钢450T铸造起重机主起升减速机状态监测与故障诊断系统研究[D].哈尔滨工业大学，20

[5]王珍.宁平华，潘小波，张庆丰.棒材轧机减速器滚动轴承的失效原因分析及对策[J].齐齐哈尔大学学报（自然科学版），2021，37（05）：38-43.