（一）高速線材軋機(jī)軸承及其應(yīng)用

我國(guó)冶金行業(yè)為滿足建筑用鋼材不斷增加的需求，近年來(lái)分別從國(guó)外引進(jìn)了幾十條高速線材生產(chǎn)線，出料口速度從63～100m/s不等，年產(chǎn)量大都在60×104～100×104t之間。由于高線軋機(jī)工作的特殊性，對(duì)配用的軸承提出了更為嚴(yán)格的要求。本文就高速線材軋機(jī)軸承（以下簡(jiǎn)稱高線軋機(jī)軸承）的工作特性、結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及制造關(guān)鍵等作簡(jiǎn)單介紹。

1. 性能要求

1.1 高的可靠性　

        高速線材生產(chǎn)線***顯著的特點(diǎn)就是軋機(jī)連續(xù)工作的高可靠性。由于高速線材生產(chǎn)線的單位產(chǎn)量高，要求在規(guī)定的點(diǎn)檢周期內(nèi)，作為軋機(jī)上關(guān)鍵元件的軸承比一般軋機(jī)軸承有更高的可靠性。如果因軸承出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整條生產(chǎn)線停產(chǎn)，這是廠家不能容忍的。因此在設(shè)計(jì)、制造高線軋機(jī)軸承時(shí)，應(yīng)保證其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下連續(xù)工作的可靠性。　　

1.2 耐磨損

        高線軋機(jī)軸承耐磨損度要強(qiáng)，能適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)的工作場(chǎng)合。例：某高速線材生產(chǎn)線，出口線速度63m/s，出口軋機(jī)軋輥的工作直徑為330mm，則軸承的工作轉(zhuǎn)速為3650r/min，在高轉(zhuǎn)速、重載荷下長(zhǎng)期運(yùn)行，對(duì)軸承的耐磨損將是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。這就要求所供軸承必須具備耐磨損的要求?！　?/span>

1.3長(zhǎng)的疲勞壽命

        高線軋機(jī)軸承疲勞壽命要長(zhǎng)。在正常情況下，國(guó)外提供的高線軋機(jī)軸承使用三年（因有一半時(shí)間軋輥組件要卸機(jī)保養(yǎng)、整修，實(shí)際工作時(shí)間為一年半），故用戶要求國(guó)產(chǎn)軸承至少能使用二年?！　?/span>

1.4沖擊韌性要好

        高線軋機(jī)軸承的沖擊韌性要好，尤其是粗軋機(jī)使用的軸承，將連鑄方坯軋制成棒料的過(guò)程中，沖擊載荷很大。因此，高線軋機(jī)軸承在高轉(zhuǎn)速、高沖擊狀態(tài)下工作不應(yīng)發(fā)生破裂現(xiàn)象。　　

綜上所述，高線軋機(jī)軸承的工作特性就是能在高轉(zhuǎn)速、高沖擊狀態(tài)下連續(xù)穩(wěn)定可靠的工作，并具備較長(zhǎng)的疲勞壽命?！　?/span>

2. 軸承結(jié)構(gòu)形式　

        高線軋機(jī)軸承有四列圓錐滾子軸承和雙列圓柱滾子軸承兩種。一般情況下，粗、中軋機(jī)使用四列圓錐滾子軸承，精軋機(jī)使用雙列圓柱滾子軸承，水平軋機(jī)和鉛錘軋機(jī)使用同一型號(hào)的軸承。無(wú)論四列圓錐滾子軸承，還是雙列圓柱滾子軸承，其基本本結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的軋機(jī)軸承類似，但各個(gè)零件的設(shè)計(jì)充分考慮了潤(rùn)滑與散熱的問(wèn)題，即在內(nèi)圈、外圈、隔圈(對(duì)四列圓錐滾子軸承而言)、保持架、滾子(對(duì)雙列圓柱滾子軸承而言)開有許多槽、孔等。這樣，槽、孔形成的潤(rùn)滑、散熱通道與軸承座、軋輥上的通道就組成了一個(gè)可靠的潤(rùn)滑與散熱系統(tǒng)，再加上良好的密封裝置，使得軸承能在高速高壓狀態(tài)中穩(wěn)定的運(yùn)行。雖然各廠商所提供的高線軋機(jī)軸承的設(shè)計(jì)風(fēng)格不同，但都有一個(gè)共同點(diǎn)，即內(nèi)圈壁厚相對(duì)同等規(guī)格的普通軸承要厚一點(diǎn)，外圈則相對(duì)薄一些。

3. 軸承設(shè)計(jì)方法　

        首先根據(jù)各條線上軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、使用壽命、失效狀態(tài)及用戶的要求，適當(dāng)調(diào)整主參數(shù)，使設(shè)計(jì)達(dá)到比較滿意的效果。其次，合理地確定技術(shù)條件，根據(jù)同類產(chǎn)品的實(shí)測(cè)結(jié)果，并考慮軸承的具體工作狀態(tài)，提出合理的技術(shù)要求?！　?/span>

4. 高線軋機(jī)軸承的制造　

        鑒于高線軋機(jī)工作的特殊性，在制造過(guò)程中主要做了兩個(gè)方面的工作。第一是材料和熱處理工藝的選擇，第二是滾動(dòng)表面的粗糙度控制。由于內(nèi)圈壁較厚，外圈壁較薄，所以有的制造商在技術(shù)文件中規(guī)定，內(nèi)圈用滲碳鋼，外圈用高碳鉻鋼制造。相應(yīng)地，內(nèi)圈采用滲碳工藝，外圈盡可能地采取等溫淬回火工藝，使獲得的金相組織為下貝氏體，這樣處理后兼顧到了軸承的強(qiáng)度、耐磨性、沖擊韌性及疲勞壽命等性能指標(biāo)，使軸承滿足前述的工作要求。另外，熱處理硬度也根據(jù)粗、中、精軋機(jī)的不同情況有一些差別，即對(duì)粗軋機(jī)來(lái)說(shuō)，速度相對(duì)低，而沖擊載荷相對(duì)大，故軸承零件硬度偏低；對(duì)精軋機(jī)來(lái)說(shuō)，速度相對(duì)高，而沖擊載荷相對(duì)較小，故軸承零件的硬度高；中軋機(jī)用軸承的硬度則居中。經(jīng)觀察和測(cè)試分析，高線軋機(jī)軸承內(nèi)外圈的滾道表面、擋邊表面、滾子的滾動(dòng)表面基準(zhǔn)端面等表面粗糙度值都比普通軋機(jī)軸承要小一些。為此，在工藝上采取措施，使上述表面粗糙度達(dá)到或接近國(guó)外產(chǎn)品的水平?！　?/span>

5. 軸承試用情況

        從1997年5月開始，已為我國(guó)3條高速線材生產(chǎn)線試制或批量制造9個(gè)型號(hào)的高線軋機(jī)軸承，絕大部分使用情況良好，未發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)故障而導(dǎo)致整條線停機(jī)的事件。其中，1997年5月為西南某高線首批試制的安裝在鉛錘軋機(jī)上的(鉛錘軋機(jī)比水平面軋機(jī)工作情況更為惡劣)中軋機(jī)軸承(四列圓錐滾子軸承)，除一套軸承在運(yùn)行一段時(shí)間，正常卸機(jī)點(diǎn)檢時(shí)發(fā)現(xiàn)外圈有破裂現(xiàn)象外，其余三套至2000年6月未發(fā)現(xiàn)磨損、疲勞、破裂等失效情況。　　

6. 建議　

        進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用高線軋機(jī)軸承，使其性能穩(wěn)定在一較高的水平，應(yīng)從以下幾個(gè)方面開展工作。　　

(1)根據(jù)文獻(xiàn)資料介紹，在試驗(yàn)、研究的基礎(chǔ)上冶煉出性能優(yōu)良的新型軋機(jī)軸承用鋼，包括滲碳軸承鋼和高碳鉻軸承鋼?！　?/span>

(2)在分析、研究、比較同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，根據(jù)軸承使用情況確定主參數(shù)，做好產(chǎn)品設(shè)計(jì)。此外，對(duì)零件的結(jié)構(gòu)變化，如槽孔的布置、隔圈的形狀等也不可忽視。　　

(3)開展工藝攻關(guān)，以彌補(bǔ)材料性能相對(duì)欠佳和裝備能力相對(duì)落后的現(xiàn)實(shí)。重點(diǎn)在熱處理與磨削，保證有效滲碳層深度和硬度均勻性，高碳鉻鋼制零件的沖擊韌性及零件的形位公差和表面粗糙度在一定精度范圍內(nèi)?！　?/span>

(4)制定規(guī)范詳細(xì)的安裝、調(diào)試、保養(yǎng)及點(diǎn)檢說(shuō)明書；派技術(shù)人員到用戶中去，為現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和工人講解軸承使用的注意事項(xiàng)，解答現(xiàn)場(chǎng)人員提出的問(wèn)題，搞好售后服務(wù)工作。用戶需與軸承廠家搞好協(xié)作。

（二）軸承的使用和配合　　

1. 軸承的使用

滾動(dòng)軸承使精密零件，因而在使用時(shí)要求相應(yīng)地持慎重態(tài)度，既變使用了高性能的軸承，如果使用不當(dāng)，也不能達(dá)到預(yù)期的性能效果，所以，使用軸承使應(yīng)注意以下事項(xiàng)：　　

（1）保持軸承及其周圍環(huán)境的清潔。即使肉眼看不見的微笑灰塵進(jìn)入軸承，也會(huì)增加軸承的磨損，振動(dòng)和噪聲。

（2）使用安裝時(shí)要認(rèn)真仔細(xì)，不允許強(qiáng)力沖壓，不允許用錘直接敲擊軸承，不允許通過(guò)滾動(dòng)體傳遞壓力。

（3）使用合適、準(zhǔn)確的安裝工具，盡量使用專用工具，極力避免使用布類和短纖維之類的東西。

（4）防止軸承的銹蝕，直接用手拿取軸承時(shí)，要充分洗去手上的汗液，并涂以優(yōu)質(zhì)礦物油后再進(jìn)行操作，在雨季和夏季尤其要注意防銹。　

（5）配合的選擇 滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑尺寸和外徑尺寸是按標(biāo)準(zhǔn)公差制造的，軸承內(nèi)圈與軸，外圈與座孔的配合松緊程度只能通過(guò)控制軸頸的公差和座孔的公差來(lái)實(shí)現(xiàn)。軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸承外圈與座孔的配合采用機(jī)軸制。正確選擇配合，必須知道軸承的實(shí)際負(fù)荷條件，工作溫度及其他要求，而實(shí)際上是很困難的。因此，多數(shù)情況是根據(jù)使用精研選擇配合的。

（6）負(fù)荷大小 套圈與軸或外殼間的過(guò)贏量取決于負(fù)荷的大小，較重的負(fù)荷采用較大的過(guò)贏量，較輕的負(fù)荷采用較小的過(guò)贏量。

（三）潤(rùn)滑軸承的新應(yīng)用

1. SF-2加界潤(rùn)滑軸承：

酸性聚甲配醛，具有很高的耐磨性能，軸承表面有排布規(guī)律的帶有儲(chǔ)油坑裝配時(shí)必須涂滿潤(rùn)滑油脂，特別適用于高載低速下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，搖擺運(yùn)動(dòng)以及經(jīng)常在載負(fù)下，啟閉而不易形成流體潤(rùn)滑的部位，在邊界潤(rùn)滑條件下，可長(zhǎng)期使用而不用加油保養(yǎng)，而過(guò)程中加油可使軸承的使用壽命得以更多延長(zhǎng)，目前適用于冶金機(jī)械，礦山機(jī)械，水利機(jī)械，汽車配件，建筑機(jī)械，農(nóng)用機(jī)械等。　

2. 無(wú)油自潤(rùn)滑軸承：

該產(chǎn)品是以鋼板為基體，中間層燒結(jié)球形青銅粉，表層軋制聚四氟乙烯和鉛的混合物而制成。它具有摩擦系數(shù)小、耐磨耐腐蝕.無(wú)油自潤(rùn)滑和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，使用它可以降低成本、降低噪聲、防止粘、滑。它廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械的滑動(dòng)部位如印刷機(jī)、紡織機(jī)、液壓搬運(yùn)車、煙草機(jī)、藥用機(jī)械、健身器、微電機(jī)、汽車、摩托車等?！　?/span>

3. 金屬基鑲嵌式固體自潤(rùn)滑軸承：

是一種兼有金屬軸承特點(diǎn)和自潤(rùn)滑軸承特點(diǎn)的新穎潤(rùn)滑軸承，由金屬基體承受載荷，特殊配方的固體潤(rùn)滑材料起潤(rùn)滑作用。它具有承載能力高，耐沖擊，耐高溫，自潤(rùn)滑能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

4. 傳統(tǒng)的含油軸承：

由于具有嘈聲低、自潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)，含油軸承已成為計(jì)算機(jī)CPU風(fēng)扇軸承的新寵，市場(chǎng)需求量大；另外，隨著人們對(duì)嘈音的要求越來(lái)越高，含油軸承在日常家用電器上的應(yīng)用也正在擴(kuò)大。