肖國(guó)偉

（天津天鐵冶金集團(tuán)棒線廠，河北涉縣 056404）

高線軋機(jī)滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)壽命的提高

肖國(guó)偉

（天津天鐵冶金集團(tuán)棒線廠，河北涉縣 056404）

針對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的導(dǎo)輥和軸承過(guò)早失效而引起的使用壽命低下的問(wèn)題，分析出其產(chǎn)生原因?yàn)閷?dǎo)輥的材質(zhì)和孔型選擇不當(dāng)、軋件尺寸控制不當(dāng)，導(dǎo)輥冷卻質(zhì)量不好等幾方面，通過(guò)施行優(yōu)選導(dǎo)輥、控制料型尺寸、保證充分的冷卻等改進(jìn)措施，有效降低了導(dǎo)輥和軸承的消耗量，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

高速線材 滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi) 導(dǎo)輥 軸承 改進(jìn)

1 引言

天鐵棒線廠共28架主軋線軋機(jī)，為全連續(xù)布置，因滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的作用是保證軋制過(guò)程中軋件的順利咬入和軋制的順利進(jìn)行，所以高線整條生產(chǎn)線的所有偶數(shù)架次及精軋入口架均采用滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)?？梢?jiàn)滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)在軋制過(guò)程中起到了非常重要的作用，必須加以重視。導(dǎo)輥和軸承是滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的2個(gè)主要零件，消耗大，更換頻繁。提高導(dǎo)輥和軸承的使用壽命，既提高了滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的壽命，又有利于生產(chǎn)的順利進(jìn)行和成本的降低。

2 滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)壽命低的原因分析

滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)由導(dǎo)衛(wèi)盒、導(dǎo)衛(wèi)板、支臂、導(dǎo)輥、軸承等部件組成。造成滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)使用壽命低的主要原因是導(dǎo)輥、軸承、導(dǎo)衛(wèi)板等零部件過(guò)早失效。其中以導(dǎo)輥失效最為常見(jiàn)，軸承次之，導(dǎo)衛(wèi)板失效極少發(fā)生。故以下主要側(cè)重分析導(dǎo)輥和軸承過(guò)早失效的原因，并提出改進(jìn)措施，從而保證滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命有大幅度的提高。

2.1 滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的導(dǎo)輥過(guò)早失效

導(dǎo)輥的主要失效形式是磨損、表面出現(xiàn)裂紋以及被軋件沖撞斷裂。導(dǎo)輥磨損到一定程度，就喪失了其準(zhǔn)確的導(dǎo)向能力，不能準(zhǔn)確地進(jìn)入孔型，如果不及時(shí)更換導(dǎo)輥，很容易產(chǎn)生堆鋼。導(dǎo)輥與高溫軋件直接接觸，所以一旦導(dǎo)輥出現(xiàn)表面裂紋，在軋制過(guò)程中很容易會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)輥斷裂現(xiàn)象。因此以下圍繞導(dǎo)輥的失效形式分析導(dǎo)輥過(guò)早失效的原因，即滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)壽命低的主要原因，提出改進(jìn)措施，提高滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命，實(shí)現(xiàn)高效益、低成本的生產(chǎn)。

2.1.1 導(dǎo)輥的材質(zhì)和孔型選擇不當(dāng)

導(dǎo)輥在軋制過(guò)程中始終與高溫軋件接觸，連續(xù)的沖擊和摩擦熱會(huì)使導(dǎo)輥磨損；同時(shí)軋件帶著氧化鐵皮以及其他一些雜質(zhì)經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥時(shí)也會(huì)加快導(dǎo)輥的磨損，所以要求導(dǎo)輥的材質(zhì)必須具有耐磨性。

如果導(dǎo)輥材質(zhì)內(nèi)部存在晶粒粗大、夾雜等內(nèi)部缺陷，在熱軋件連續(xù)的沖擊下，導(dǎo)輥表面易產(chǎn)生微裂紋，通過(guò)繼續(xù)軋制，微裂紋繼續(xù)擴(kuò)大延伸，造成導(dǎo)輥失效。當(dāng)導(dǎo)輥與高溫軋件接觸時(shí)，導(dǎo)輥受高溫軋件及摩擦熱的作用，導(dǎo)輥表面溫度升高產(chǎn)生膨脹，如果導(dǎo)輥的材料導(dǎo)熱性差，那么導(dǎo)輥表面的熱能不能及時(shí)傳出，使導(dǎo)輥內(nèi)外產(chǎn)生溫度梯度，導(dǎo)致導(dǎo)輥表面產(chǎn)生壓應(yīng)力；當(dāng)高溫軋件穿過(guò)導(dǎo)輥時(shí)，導(dǎo)輥表面受冷卻水的作用，溫度降低產(chǎn)生收縮，故導(dǎo)輥表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。這種反復(fù)交變的應(yīng)力會(huì)使導(dǎo)輥表面產(chǎn)生微裂紋，如果不及時(shí)更換導(dǎo)輥，導(dǎo)輥微裂紋會(huì)不斷擴(kuò)展，造成導(dǎo)輥斷裂。因此導(dǎo)輥的材質(zhì)非常重要，一旦材質(zhì)達(dá)不到要求，不僅會(huì)影響生產(chǎn)效益，而且有可能會(huì)發(fā)生生產(chǎn)事故。

導(dǎo)輥的孔型選擇不合理會(huì)造成軋件引導(dǎo)不順，導(dǎo)致堆鋼事故發(fā)生，間接地導(dǎo)致導(dǎo)輥失效。某棒線廠曾發(fā)生過(guò)一次事故，精軋調(diào)整工誤將26架滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)安裝在24架，造成了堆鋼。

2.1.2 軋件尺寸控制不當(dāng)

導(dǎo)輥的作用是正確地將軋件導(dǎo)入軋機(jī)，在生產(chǎn)中，對(duì)料型尺寸的要求非常嚴(yán)格，符合要求的軋件尺寸會(huì)使導(dǎo)輥磨損處在正常磨損范圍內(nèi)，一旦軋件尺寸不符合要求，不僅會(huì)加速導(dǎo)輥的失效，更有可能會(huì)產(chǎn)生堆鋼，造成生產(chǎn)事故。

導(dǎo)衛(wèi)裝配時(shí)是按規(guī)定要求進(jìn)行裝配的，導(dǎo)衛(wèi)開(kāi)口度在要求范圍內(nèi)，所以當(dāng)軋件尺寸偏大時(shí)，此時(shí)軋件通過(guò)導(dǎo)衛(wèi)時(shí)，會(huì)擠壓導(dǎo)輥，使導(dǎo)衛(wèi)支臂被撐開(kāi)，導(dǎo)輥夾緊力增大，造成了導(dǎo)輥過(guò)度磨損，從而導(dǎo)致導(dǎo)輥失效?，F(xiàn)場(chǎng)曾發(fā)生過(guò)一次因精軋機(jī)輥箱上調(diào)整輥縫的裝置失靈，導(dǎo)致出23架軋機(jī)的料型尺寸偏大，造成24架入口滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)鼻尖磨損嚴(yán)重，無(wú)法再次使用，導(dǎo)致導(dǎo)衛(wèi)失效的事故。導(dǎo)輥被沖撞斷裂見(jiàn)圖1。鋼絲堆在25架入口滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，造成滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)失效。

圖1 滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)部件失效圖

當(dāng)軋件尺寸偏小時(shí)，導(dǎo)輥很難夾持軋件，使軋件在機(jī)架之間產(chǎn)生抖動(dòng)，發(fā)生倒鋼，軋件沿導(dǎo)輥對(duì)角線位置磨損導(dǎo)輥兩邊，降低了導(dǎo)輥的使用時(shí)間，從而降低了滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命。倒鋼時(shí)導(dǎo)輥磨損圖見(jiàn)圖2。

圖2 倒鋼時(shí)導(dǎo)輥磨損圖

2.1.3 導(dǎo)輥冷卻質(zhì)量不好

導(dǎo)輥與高溫軋件直接接觸，導(dǎo)輥的冷卻質(zhì)量的好壞直接決定了導(dǎo)輥的使用壽命。如果冷卻水控制不當(dāng)，很容易產(chǎn)生導(dǎo)輥炸裂、導(dǎo)輥磨損嚴(yán)重、燒軸承等嚴(yán)重事故發(fā)生?，F(xiàn)場(chǎng)曾對(duì)卸下的導(dǎo)衛(wèi)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，因?qū)л伬鋮s不夠，導(dǎo)致導(dǎo)輥表面局部顏色不正常，出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。良好的冷卻可以減少導(dǎo)輥的磨損和炸裂，降低軸承的工作溫度，提高導(dǎo)輥和軸承的使用壽命，從而大大提高了導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命?？梢?jiàn)，如果導(dǎo)輥冷卻不當(dāng)，不但會(huì)降低導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命，而且會(huì)增加生產(chǎn)成本，因此一定要加以重視，盡可能減少類(lèi)似問(wèn)題的發(fā)生。

造成導(dǎo)輥冷卻不當(dāng)，有以下幾方面原因：

（1）冷卻水水壓控制不當(dāng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，冷卻水水壓一般維持在0.5 MPa，如果水壓太大，當(dāng)冷卻水打到導(dǎo)輥表面時(shí)會(huì)被彈出來(lái)，起不到好的冷卻效果；當(dāng)冷卻水水壓小于0.5 MPa時(shí)，由于水壓小，冷卻水無(wú)法沖破導(dǎo)輥表面蒸汽膜，造成冷卻效果不佳。

（2）冷卻水水質(zhì)有問(wèn)題。由于水中含有油和其他雜質(zhì)，造成導(dǎo)輥冷卻不夠，引起導(dǎo)輥過(guò)熱，加速其磨損，不僅如此，通過(guò)熱傳導(dǎo)使軸承受熱膨脹，造成軸承燒毀，使導(dǎo)衛(wèi)無(wú)法繼續(xù)正常使用。

（3）冷卻水噴射口堵塞。冷卻水在循環(huán)使用的過(guò)程中，水中還有大顆粒的雜質(zhì)，造成噴射口堵塞，或者軋件表面脫落的氧化鐵皮堵塞噴射口，引起導(dǎo)輥冷卻不充分；無(wú)論以上哪個(gè)原因造成導(dǎo)輥冷卻不好，都會(huì)引起導(dǎo)衛(wèi)使用壽命降低，因此一定要加以重視，找出解決措施。

2.2 滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的軸承過(guò)早失效

軸承的主要失效形式是滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活和軸承保持架斷裂。滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)軸承過(guò)早失效一般是因?yàn)闈L珠轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，造成導(dǎo)輥局部磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致導(dǎo)輥報(bào)廢，滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)使用壽命降低。雖然軸承保持架斷裂一般不會(huì)發(fā)生，但不論是滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，還是軸承保持架斷裂，都應(yīng)該分析其原因，加以重視，減少和預(yù)防因?qū)l(wèi)軸承過(guò)早失效導(dǎo)致的滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)使用壽命低。

2.2.1 油氣潤(rùn)滑效果不佳

導(dǎo)輥軸承的密封形式是通過(guò)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)產(chǎn)生高壓氣流，使導(dǎo)輥內(nèi)外產(chǎn)生壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣可以避免水或者其他雜質(zhì)進(jìn)入軸承。但前提是必須保證油氣的供給量在一定范圍內(nèi)，如果油氣不足，就無(wú)法起到密封的效果，很容易使油氣中的雜質(zhì)進(jìn)入軸承。由于軸承和滾珠之間的間隙非常小，一旦油氣中的雜質(zhì)進(jìn)入軸承，滾珠被卡，會(huì)造成導(dǎo)輥局部磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致導(dǎo)衛(wèi)提前失效。經(jīng)實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)許多棒線廠曾發(fā)生過(guò)多次因滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，導(dǎo)致導(dǎo)輥局部磨損嚴(yán)重的案例，見(jiàn)圖3。

圖3 導(dǎo)輥局部磨損

2.2.2 軸承安裝不合理

軸承是支持導(dǎo)輥工作的重要部件，軸承安裝不合理不僅會(huì)影響軸承的使用壽命，更有可能引起生產(chǎn)事故，因此一定要加以重視。用鐵錘直接將軸承砸入導(dǎo)輥內(nèi)是軸承不正確的安裝方法，不僅容易引起軸承變形，降低了軸承的使用壽命，還容易將雜質(zhì)帶入軸承，引起燒軸承。

2.2.3 導(dǎo)輥冷卻不充分

導(dǎo)輥冷卻不好，不僅會(huì)影響導(dǎo)輥的使用壽命，而且影響軸承的使用壽命。如果導(dǎo)輥冷卻不充足，高溫軋件經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的軋制，不僅會(huì)使導(dǎo)輥處在高溫狀態(tài)，通過(guò)熱傳遞，軸承也處在高溫狀態(tài)，軸承中的潤(rùn)滑脂在高溫狀態(tài)下失去了潤(rùn)滑作用，加之高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在軸承中便會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，很容易造成軸承保持架斷裂。天鐵棒線廠至今還沒(méi)有發(fā)生因軸承保持架斷裂而造成的導(dǎo)衛(wèi)過(guò)早失效事故，在其他廠曾發(fā)生過(guò)因軸承保持架斷裂，引起了嚴(yán)重的生產(chǎn)和質(zhì)量事故，因此一定要加以重視。

3 改進(jìn)措施及產(chǎn)生的效果

3.1 導(dǎo)輥的優(yōu)選

因?qū)л伈馁|(zhì)有問(wèn)題，經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)輥炸裂，不僅影響了生產(chǎn)、損壞了設(shè)備，更有可能發(fā)生生產(chǎn)事故，造成更嚴(yán)重的后果。為了杜絕此類(lèi)問(wèn)題再次發(fā)生，采取了一定的解決措施。為了減少導(dǎo)輥因材質(zhì)問(wèn)題造成提前失效，故采取更換別廠家的導(dǎo)輥進(jìn)行試用，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，導(dǎo)輥使用壽命明顯提高。以精軋機(jī)導(dǎo)輥為例，原來(lái)每對(duì)導(dǎo)輥?zhàn)疃嘀荒苓^(guò)150根左右的鋼坯就必須報(bào)廢，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)增加到每對(duì)導(dǎo)輥可以過(guò)300根左右鋼坯，導(dǎo)輥的使用壽命有了明顯的提高。為了更好地維護(hù)導(dǎo)衛(wèi)，要求導(dǎo)衛(wèi)裝配工安裝導(dǎo)輥時(shí)要認(rèn)真確認(rèn)孔型后方可安裝，避免導(dǎo)輥孔型安裝不合理造成堆鋼；要求精軋調(diào)整工要嚴(yán)格核對(duì)導(dǎo)衛(wèi)機(jī)架，避免“張冠李戴”。

3.2 料型尺寸的控制

要求調(diào)整工按標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整料型尺寸，減小因料型尺寸過(guò)大對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞，或因料型過(guò)小產(chǎn)生倒鋼，對(duì)導(dǎo)輥產(chǎn)生較大的磨損。軋機(jī)在軋制過(guò)程中，其軋輥或輥環(huán)的輥縫在經(jīng)過(guò)一段軋制時(shí)間后，輥縫會(huì)發(fā)生不同程度的變大，這就要求調(diào)整工要頻繁地檢查料型尺寸，及時(shí)調(diào)整輥縫大小，以保證標(biāo)準(zhǔn)料型尺寸。通過(guò)完善生產(chǎn)管理制度，嚴(yán)格要求調(diào)整工的工作作風(fēng)，要求軋線調(diào)整工每小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量一次粗中軋料型尺寸并記錄，以保證料型尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求，避免因料型控制不當(dāng)造成堆鋼，損壞導(dǎo)衛(wèi)和軋機(jī)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，取得了明顯的效果，滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)因料型控制不當(dāng)引起的損壞明顯減少，其使用壽命明顯提高。這樣不僅降低了生產(chǎn)成本，還提高了經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 保證充分的冷卻

良好的冷卻不僅能降低導(dǎo)輥的磨損和炸裂，還能降低軸承的燒損，從而提高了滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命?，F(xiàn)場(chǎng)曾多次因?qū)л伬鋮s不充分，造成導(dǎo)輥炸裂，軸承燒損，大大降低了滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)這一情況，我們檢測(cè)了冷卻水中油和雜質(zhì)的含量，檢測(cè)結(jié)果表明，油和雜質(zhì)的含量超標(biāo)，為此改進(jìn)了水處理系統(tǒng)，降低了冷卻水中油和其他雜質(zhì)的含量，改善了水質(zhì)。嚴(yán)格控制冷卻水的水壓，保證冷卻水的水壓在0.5 MPa，使導(dǎo)輥能夠充分冷卻；派專人定期檢查水壓和水質(zhì)問(wèn)題，一定程度上提高了滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命，但并不能達(dá)到預(yù)期的效果，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，冷卻水噴射口被脫落的氧化鐵皮堵塞，造成水路不通暢。為此，我們又采用了一些改進(jìn)方法，定期用壓縮空氣對(duì)冷卻水管路進(jìn)行清潔，保證水路通暢。通過(guò)不斷地努力和改善，高線滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命有了顯著的提高，導(dǎo)輥炸裂由原來(lái)的每月都發(fā)生減少到了半年內(nèi)都很少發(fā)生。

3.4 改善油氣質(zhì)量和改進(jìn)軸承安裝方法

由于油氣潤(rùn)滑不足，導(dǎo)致軸承滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)不靈話，造成導(dǎo)輥局部磨損嚴(yán)重，導(dǎo)衛(wèi)提前失效的案例比比皆是。為了杜絕這一問(wèn)題繼續(xù)發(fā)生，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析，采取了一定解決措施。首先，及時(shí)清理油氣管中的雜質(zhì)，定期更換油氣濾網(wǎng)，保證油氣的純凈度，減少油氣中的雜質(zhì)；其次，定期通過(guò)儀器測(cè)定油氣的供給量值，使其保證在規(guī)定的范圍內(nèi)，通過(guò)不斷的努力實(shí)踐，油氣潤(rùn)滑已經(jīng)滿足了需求，以前由于潤(rùn)滑效果不佳引起的問(wèn)題，現(xiàn)已基本上不再發(fā)生。嚴(yán)禁采用鐵錘將軸承打入導(dǎo)輥內(nèi)，現(xiàn)已采用專門(mén)壓力機(jī)將軸承壓入導(dǎo)輥內(nèi)，通過(guò)不斷改進(jìn)，大大降低了生產(chǎn)成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)導(dǎo)輥材質(zhì)、料型控制、冷卻水和油氣潤(rùn)滑質(zhì)量和軸承安裝的改進(jìn)，導(dǎo)輥和軸承過(guò)早失效的現(xiàn)象大幅度減少，滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)的使用壽命大大提高，貫徹了低耗能、低成本、高效益的生產(chǎn)方針。

Analysis and Improvement of Short Life of Rolling Guide at High Speed Wire Rod Mill

Xiao Guowei
(Bar Rolling Mill,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

The problem of rolling guide short life due to premature failure of roller and bearing is analyzed and causes are inappropriate roller material and pass selection,improper stock dimension control and poor roller cooling.Improvement measures are taken,such as carefully selecting roller,controlling raw material shape and dimension and ensuring sufficient cooling,in order to effectively reduce roller and bearing consumption,lower production cost and increase economic benefit.

high speed wire rod,rolling guide,roller,bearing, improvement

肖國(guó)偉，男，2006年7月畢業(yè)于河北工程大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在天鐵棒線廠從事設(shè)備管理工作。

（收稿 2012－03－30 編輯 潘娜）