摘　要：通过对四重式十一辊钢板热矫直机滚动轴承的失效分析，提出相应的对策，对延长矫直辊系的使用寿命，降低设备成本费用，提高经济效益，具有重要意义。
　　关键词：滚动轴承；疲劳剥落；交变负荷荷；油气润滑；腐蚀
　　1　前言
　　新余钢铁有限责任公司中板厂（简称新钢中板厂）于1994年技改上了一套与四辊轧机相配套的四重式十一辊热矫直机。支撑辊轴承采用调心滚子轴承（3E172828Y）。润滑方式为油气集中润滑，气动泵的供油量为2cm³/行程，气动泵的Z大工作压力为4MPa，压缩空气压力为0.4MPa，耗气量为140m³/h，油气润滑系统每小时总需油量150cm³，气动泵工作时间为6s，停顿时间为23s（可调）。
　　随着新钢中板产量的逐年大幅度提高，品种和规格的不断扩大，矫直机支撑辊轴承的工作环境差，温度高，负荷大。支撑辊轴承的失效，必然导致Z终更换矫直辊系。
　　2　失效形式分析
　　2.1 疲劳剥落
　　疲劳剥落是滚动轴承的工作表面因滚动疲劳引起的鳞片状的剥落。支撑辊滚动轴承工作时，滚动体与内圈（或外圈）所受的负荷都不是恒定的，而是随着轴承的运转周而复始地变化着。这种负荷为交变负荷；又由于滚动体与内圈（或外圈）的接触面积很小，使得接触应力很大，在较高的转速下，在巨大交变接触应力的多次反复作用下，金属便会发生疲劳。开始，在应力集中的部位产生可见微小裂纹，由于润滑油的作用和金属腐蚀，使裂纹逐渐扩大，当扩大到一定程度时，表面金属便会产生剥落，形成凹坑，类似麻点。长期的运转，会使剥落的积累达到使轴承失效的程度。我们在拆轴承时，会经常出现内或外圈阴谋滚动体表面有麻点和一块块金属剥落，这一是金属疲劳剥落的现象。
　　滚动轴承的疲劳剥落如果在轴承长时间运转之后发生，应视为自然损坏，若想延长其使用寿命，可以采用提高轴承的洁净度和降低各种原因引起应力集中，改善工作条件等一系列措施。如果在轴承的使用中期或前期发生，应视为非自然剥落，则要进一步寻找原因，采取相应的措施。
　　2.2 非自然剥落
　　非自然剥落是由人为因素引起的发生在轴承使用中期或早期的剥落。产生非自然剥落的主要原因为安装不当所造成。
　　2.2.1 安装时，轴和外壳的挡肩对配合不垂直，或者由于轴弯曲，使内外圈相互歪斜，都会造成滚动表面接触应力过大，导致剥落。
　　2.2.2 由于安装歪斜以及敲击时用力过大，使内或外圈滚道受伤。
　　2.2.3 轴承安装过紧、过松，也会造成轴承的早期剥落。
　　解决轴承安装不当的途径主要有：根据矫直负荷的大小、方向及性质等，合理选择轴承类型，配置及精度；根据支撑辊轴承在矫直机的使用情况，合理地选用轴承与轴的配合性质及公差等级；根据轴承类型、结构、尺寸和配合性质，选择适当的装配方法和工具；严格按照轴承装配的规则进行装配。
　　2.3 磨损
　　支撑辊轴承工作时，滚动体与辊道之间主要运动是滚动，很少滑动。因此，在正常情况下，轴承零件的磨损并不严重。但当杂质侵入或润滑不良时，磨损一会急剧加速，导致Z终轴承失效。
　　2.3.1 杂质侵入
　　当混杂在润滑油中的杂质微粒（砂子、脏物等），压缩空气过滤精度不够或过滤失效后，油管生锈，清洁不净，机加工铁屑等异物以及轴承密封失效后水和氧化铁渣（皮）侵入支撑辊轴承时，就会在辊道和滚动体上发生磨料磨损。在这种情况下，看不到金属的剥落，只是在工作表面上看到不均匀的划伤。由于磨料磨损，内或外圈与滚动体之间的游隙增大，辊道失去光泽，并出现不均匀的划痕。
　　2.3.2 润滑油不足或变质
　　在润滑油不足或润滑油变质时，轴承润滑得不到保证，在这种情况下，会导致严重的后果。由于轴承工作中产生的热量不能通过润滑油带走，轴承就会因过热而丧失原来的机械性能，硬度大大降低，因此磨耗极为迅速，破坏了轴承的正常工作。
　　2.3.3 使用不当
　　应该指出，轴承的剧烈磨损主要是由于使用不当造成的。因此，在轴承使用中应保证轴承密封装置安装的可靠性，对轴承工作状况及冷却、润滑状况进行系统监测，保证轴承在良好的冷却、润滑状态下工作。
　　2.4 破裂
　　支撑辊滚动轴承破裂有两种情况，一种是疲劳引起的破裂，另一种是安装不当引起的破裂。
　　2.4.1 疲劳所致
　　滚动轴承零件受极大的交变载荷。由于轴承的材料缺陷或其他原因，致使轴承某个部位发生应力集中，当应力大于强度极限时，该处就会发生微小裂纹。交变载荷的持续作用和润滑油的油楔作用，致使裂纹不断扩大，当裂纹扩大到一定程度时就会发生破裂。新钢中板厂2003年8月份换上的一套辊系，由于支撑辊轴承是委托外单位采购、组装的，没有把住材料质量关，致使换上后使用不到一个月，就陆续出现轴承破裂，Z后不得不更换辊系。
　　2.4.2 人为造成
　　造成轴承破裂的更常见的原因是人为的原因。如拆装时硬性敲击以及硬质微粒杂质（如砂子、铁屑、电焊渣子等）侵入轴承内部等，都可能引起内外圈及保持架等破裂。
　　解决轴承破裂的主要途径：严把轴承质量关；严格按轴承装配制度组装。
　　2.5 腐蚀
　　在轴承零件表面形成暗黑色的斑点和溃烂便是腐蚀现象。造成腐蚀的主要原因有：湿气或水分侵入轴承内部；使用性质不佳的润滑油也能引起腐蚀；还有一种腐蚀叫接触腐蚀，它主要发生在不旋转的内外圈和滚动体的接触表面上。解决的主要途径：保证轴承密封的完好和及时排尽压缩空气中的水分，避免湿气或水分进入轴承；严把润滑油的质量关；安装后支撑辊能在销轴上灵活转动，并和支撑辊贴紧和转动。
　　2.6 胶合
　　支撑辊轴承由于使用维护和保养不当或密封润滑不良等因素，引起轴承早期磨损、胶合。胶合的主要原因有：负荷过大；轴承的原始缺陷；轴承自身的不可靠性；冷却不良；密封不良；润滑不良。
　　解决的途径有：严格工艺纪律，不该矫的板子坚决不能矫，避免超压下量矫直；保证冷却和润滑处于良好状态，减少轴承内部发热；保证密封的可靠性；严把轴承材料质量关。
　　2.7 其他损伤
　　2.7.1 火花熔融
　　如电流通过轴承，在辊道和滚动体的接触点上，电流通过很薄的油膜而引起火花，造成局部表面熔融，使辊道上出现坑疤。这些小坑由于磨损逐渐扩大，直至整个轴承破坏。
　　2.7.2 保持架损坏
　　保持架由于磨损、破碎及折断等使得轴承不能使用。
　　2.7.3 残碰吸附
　　由于残碰造成金属碎屑的吸附，而使轴承受到损伤等。解决的主任途径有：避免电流通过轴承，以防产生电蚀；对有残碰的轴承座进行退磁，防止金属碎屑的吸附。
　　3　结束语
　　自改造以来，对矫直机支撑辊轴承出现的问题有针对性进行分析，查找原因，进而采取防范措施，使得原先矫直机辊系的设计使用寿命由20万t/套，延长到现在的60万t/套左右，节约了设备成本。