軋機軸承常見故障分析及解決方法探究

軋機軸承作為冶金設備中的核心部件，其運行狀態直接影響軋制效率與產品質量。由于長期處于高溫、重載、高速旋轉的極端工況下，軸承故障呈現高頻發、隱蔽性強等特點。軋機軸承廠家洛陽眾悅精密軸承從實際運維案例出發，結合失效機理分析，系統梳理典型故障類型及針對性解決方案，為企業設備管理提供技術參考。

一、運行異常類故障：振動與溫升的連鎖反應

故障表現：軸承運轉時出現周期性振動加劇，伴隨殼體溫度異常升高，嚴重時可觸發自動停機保護。此類問題往往由多重因素疊加引發。

根源剖析：

配合精度失準：軋輥與軸承座孔的配合間隙超過設計公差，導致軸向竄動量增大，引發動態不平衡。

潤滑系統失效：潤滑劑氧化變質或供油管路堵塞，造成摩擦副間油膜破裂，金屬直接接觸產生高熱。

預緊力偏差：雙列圓錐滾子軸承的軸向預緊力控制不當，過緊會加速疲勞剝落，過松則導致游隙超標。

解決路徑：

實施激光對中技術，將軋輥軸系同軸度控制在0.02mm以內，消除附加動載荷。

引入油液在線監測系統，實時檢測潤滑油黏度、水分及金屬顆粒含量，建立預警閾值。

采用液壓螺母進行預緊力數字化控制，將軸向游隙穩定在0.05-0.10mm范圍內。

二、損傷類故障：從微觀到宏觀的失效演化

典型形態：滾動體表面出現麻點、剝落坑，保持架斷裂，內外圈滾道呈現暗灰色燒傷痕跡。

失效機制：

接觸疲勞損傷：在交變應力作用下，材料表面萌生微裂紋并逐步擴展，終形成片狀剝落。

異物侵入：冷卻水中的氧化鐵皮或潤滑系統中的雜質顆粒，在滾道間形成三體磨粒磨損。

過載沖擊：軋制力突變導致軸承瞬時接觸應力超過材料屈服極限，引發塑性變形。

應對策略：

選用表面硬化層深度≥1.2mm的滲碳軸承鋼，提升抗接觸疲勞性能。

在軸承室入口增設雙級磁性過濾器，攔截粒徑＞50μm的硬質顆粒。

部署軋制力閉環控制系統，將動態負荷波動幅度控制在額定值的±8%以內。

三、系統協同故障：被忽視的關聯性風險

現象特征：單個軸承故障往往引發連鎖反應，如相鄰軸承過早失效、齒輪箱異常噪聲等。

深層原因：

軸系剛度不足：支撐結構剛度匹配失衡，導致載荷分布嚴重不均。

熱變形耦合：軸承發熱引起的軸向熱膨脹，破壞原始預緊狀態。

振動傳遞效應：高頻振動通過傳動軸傳遞至齒輪系統，誘發共振。

系統解決方案：

運用有限元分析法優化軸承座結構，將固有頻率提升至工作轉速的1.5倍以上。

開發溫度補償式軸向定位裝置，通過彈性元件自動吸收熱膨脹量。

在傳動系統關鍵節點布置振動衰減器，阻斷故障振動能量的傳播路徑。

四、預防性維護體系構建

突破傳統“事后維修”模式，需建立三級防護機制：

狀態感知層：部署振動、溫度、聲發射多參數傳感器，構建數字孿生模型。

智能診斷層：運用機器學習算法識別故障早期特征，實現劣化趨勢預測。

決策支持層：基于LCC（全生命周期成本）分析，制定差異化維護策略。

實踐表明，通過實施上述技術方案，某大型鋼廠2250mm熱軋機組軸承平均使用壽命延長47%，非計劃停機率下降62%。這印證了從單點維修向系統管控轉型的必要性——唯有將軸承視為軸系、潤滑、工藝參數構成的有機整體，才能實現設備效能的本質提升。未來，隨著智能傳感與邊緣計算技術的融合，軋機軸承運維將邁向預測性維護的新階段。