背襯軸承在中厚板熱矯直機中的應用

摘　要: 通過介紹應用在中厚板熱矯直機輥系中的背襯軸承的結構特征和安裝要求，論述了使用背襯軸承作支承輥的矯直機的技術優(yōu)勢，著重闡明了選用背襯軸承做熱矯直機支承輥的注意事項。

關鍵詞：中厚板；熱矯直機；背襯軸承；安裝

矯直機是中厚板熱軋生產(chǎn)線上的重要設備。在現(xiàn)代中厚板熱軋生產(chǎn)線上，通常布置 2 臺 ～ 3臺矯直機。而最主要的一臺是布置在軋機的延伸輥道之后、冷床之前，用于對軋制(或快冷) 后鋼板所產(chǎn)生的不同程度的橈曲、瓢曲、波浪、鐮刀彎和歪扭等缺陷進行矯正的熱矯直機。另外，在軋線熱處理區(qū)和精整區(qū)末端，還布置有溫矯直機和冷矯直機，進一步對成品鋼板的平直性進行矯正。

中厚板矯直機通常使用上下工作輥交錯布置的平行輥矯直機，工作輥數(shù)量在 5 根 ～ 11 根之間。隨著軋鋼技術的快速發(fā)展，尤其是現(xiàn)代高強度材料迅速增多，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)對矯直機的性能要求也越來越高。為了滿足這些要求，在矯直機工作輥的數(shù)量沒有發(fā)生變化的情況下，通過增大矯直機的矯直力來達到生產(chǎn)要求是常用的方法。由于矯直機的矯直力主要由支承輥來承受，如何讓矯直機的支承輥能承受更大的載荷是我們研究的目標。近年來，在設計矯直機輥系時，逐漸出現(xiàn)了采用背襯軸承來直接當支承輥用的趨勢。通過在單位長度范圍內增加支承軸承的數(shù)量或接觸寬度，從而實現(xiàn)增大矯直力的目的。

在中厚板熱軋生產(chǎn)線上分布的幾臺矯直機中，熱矯直機是工作頻率最高、負荷最重、工作環(huán)境最差的一臺，所以本文將以背襯軸承作為熱矯直機支承輥為例進行分析說明，而背襯軸承在溫矯直機和冷矯直機中的應用會相對容易一些。由于該結構在國內外使用還不廣泛，我公司結合國內外制造與使用的實際情況，也僅在個別鋼廠的熱矯直機輥系改造時進行了嘗試。

1　背襯軸承的結構形式

1.1 常規(guī)背襯軸承的結構形式

背襯軸承是一種外圈特別厚的滾動軸承，最早在多輥的森吉米爾冷軋機上作為最外端的支承輥用。通常，背襯軸承為圓柱滾子軸承或圓錐滾子軸承，可采用帶或不帶整體式擋邊的雙列或三列圓柱滾子軸承。無擋邊軸承的優(yōu)點在于結構簡單、徑向承載能力高，但缺點是不能承受軸向負荷，需要在外圈和支承鞍座側面之間設置青銅或塑料止推墊圈。帶有擋邊的軸承不需要止推墊圈，軸承本身能夠同時承受徑向力和一定的軸向力，軸承兩側可以加密封，內圈上可以設置潤滑槽來向軸承供應潤滑劑。

1.2 熱矯直機支承輥用背襯軸承的結構形式

某鋼廠 3800 mm 熱矯直機輥系中使用的背襯軸承的結構輪廓圖，見圖 1。

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該背襯軸承具有如下結構特征:?

(1) 軸承為雙列圓柱滿滾子軸承，內圈帶潤滑油溝。

(2) 軸承內外圈均帶有擋邊。外圈帶有固定擋邊，內圈帶有活動擋邊?；顒訐踹呍诎惭b時進行軸向定位。

(3) 軸承采用雙層密封。內層為耐高溫氟橡膠 J 型油封，外層為金屬保護裝置，主要防止細小氧化鐵皮進入。

(4) 外圈兩端帶有大圓弧過渡面，防止出現(xiàn)邊部應力集中現(xiàn)象。

2　背襯軸承的安裝形式和安裝要求

在中厚板熱矯直機中，由于工作輥的輥身較長，輥間距又要求較小，致使矯直輥的輥徑較小，剛度很差，需要在其下部安裝強力的支承輥來提高剛度。為了保證強度與剛度，支承輥通常都會做成多段，本文所述案例就直接用背襯軸承來做支撐。

工作時，矯直機的矯直力由工作輥傳遞至支承輥( 即背襯軸承) 上，背襯軸承再將所承受的載荷通過心軸均勻地傳遞給支座以及輥座、機架底座等。矯直力在支承輥各背襯軸承處的分布是否均勻主要取決于背襯軸承的尺寸精度、設備的制造精度以及安裝精度等。

2.1 安裝形式

某鋼廠 3800 mm 熱矯直機直接采用背襯軸承作支承輥的輥系結構簡圖，見圖 2。

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從圖中可知，每根工作輥下布置有 6 組支承輥部件，即 6 套單組背襯軸承。

單組背襯軸承直接作支承輥的結構形式如圖3 所示。

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該種結構中間為背襯軸承，兩端支座直接固定支撐心軸，每兩個軸承和三個支座為一組，兩個軸承相對矯直輥中心交錯布置，?個軸承軸線相對于矯直輥軸線的偏移量為 70 mm。軸承選用SKF 的背襯滿滾子軸承，基本額定動負荷 1060kN。

(運轉世界大國龍騰 龍出東方 騰達天下 龍騰三類調心滾子軸承 劉興邦CA CC E MB MA)

減速機軸承的選型及間隙調整

軸承是用來支承軸的部件，用來引導軸的旋轉運動,并承受由軸傳遞給機架的載荷。軸承是機械工業(yè)使用廣泛、要求嚴格的配套件和基礎件，是各種機械的旋轉軸或可動部位的支承元件，也是依靠滾動體的滾動實現(xiàn)對主機旋轉的支承元件。被人們稱為機械的關節(jié)。軸承是當代機械中舉足輕重不可缺少的基礎零部件。雖然其興起不過百余年歷史，但因其關系國計民生，世界各國都不遺余力地發(fā)展本國軸承工業(yè)，憑借高超的現(xiàn)代科學技術，軸承生產(chǎn)品種已超過十余萬種，質量優(yōu)異，性能超群，為世界機械工業(yè)及其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、為人類社會的進步做出了卓越的貢獻。

一、大部分機械用軸承選型必須要考慮這幾點因素

“各種類型的軸承，因設計各異而具有不同的特性。由于軸承的具體安裝部位以及應用場合的多變性與復雜性，軸承類型選擇無固定模式可循為適應某種主機特定的安裝部位和應用條件進行軸承類型選擇時，建議依據(jù)以下幾個主要因素綜合考慮?！?/p>

允許空間

機械設計時，一般先確定軸的尺寸，然后根據(jù)軸的尺寸選擇軸承。通常，小軸選用球軸承；大軸選用圓柱滾子軸承、調心滾子軸承、圓錐滾子軸承(有時也可選用球軸承)。若軸承安裝部位的徑向空間受到限制，應采用徑向截面高度較小的軸承。如滾針軸承、某些系列的深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱滾子或調心滾子軸承以及薄壁軸承。若軸承安裝部位的軸向空間受到限制，可采用寬度尺寸較小的軸承。

軸承載荷

載荷大小載荷大小通常是選擇軸承尺寸的決定因素。滾子軸承比具有相同外形尺寸的球軸承承載能力大。通常球軸承適用于輕或中載荷、滾子軸承適用于承受重載荷。

載荷方式純徑向載荷可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承。純軸向載荷可選用推力球軸承、推力圓柱滾子軸承。有徑向載荷又有軸向載荷(聯(lián)合載荷)時，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。若徑向載荷較大而軸向載荷較小時，可選用深溝球軸承和內、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。如同時還存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的情況，可選用調心球軸承、調心滾子軸承。若軸向載荷較大而徑向載荷較小時可選用推力角接觸球軸承，四點接觸球軸承如還要求調心性能，可選用推力調心滾子軸承。

轉速

滾動軸承的工作轉速主要取決于其允許運轉溫度。摩擦阻力低，內部發(fā)熱較少的軸承適用于高速運轉的場合。僅承受徑向載荷時，選用深溝球軸承和圓柱滾子軸承可以達到較高的轉速，若承受聯(lián)合載荷時，宜選用角接觸球軸承。采用特殊設計的高精度角接觸球軸承，可以達到極高的轉速。各種推力軸承的轉速均低于徑向軸承。

旋轉精度

對于大多數(shù)機械，選用0級公差的軸承足以滿足主機要求，但對軸的旋轉精度有嚴格要求時，如機床主軸，精密機械和儀表等，則應選用較高公差等級的深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和推力角接觸球軸承。

剛性

滾動軸承的剛性由其承受載荷時發(fā)生的彈性變形量來決定，一般情況下，這種變形量很小，可以忽略不計，但在某些機械中，如機床主軸系統(tǒng)，軸承的靜態(tài)剛度和動態(tài)剛度對系統(tǒng)的特性影響很大。一般來說，滾子軸承比球軸承具有較高的剛度。各類軸承通過適當?shù)亍邦A緊”也可以不同程度地提高剛性。

噪聲與振動

軸承本身的噪聲與振動一般都很低。但對于中小電機、辦公機械、家用電器和儀表等對噪聲與運轉平穩(wěn)性有特殊要求的機械，通常選用低噪聲軸承。

軸向移動

軸承最普遍的配置方式是在軸的一端安裝一套軸向定位的“同定軸承”，而在另一端安裝一套軸向可移動的“游動軸承”，以防止由于軸熱脹冷縮而產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。經(jīng)常用的“游動軸承”是內圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承，此時內圈與軸的配合或外圈與外殼孔的配合可采用過盈配合。有時也可選用不可分離型深溝球軸承或調心滾子軸承作游動軸承，但在安裝時內圈與軸或外圈與外殼孔配合應選擇間隙配合，以確保內圈或外圈有足夠的軸向移動的自由。

球軸承的摩擦阻力較滾子軸承小，純徑向載荷作用時，徑向接觸軸承的摩擦阻力??；純軸向載荷作用時，軸向接觸軸承的摩擦阻力小；聯(lián)合載荷作用時，軸承接觸角與載荷角相近的角接觸軸承摩擦阻力最小。在需要低摩擦力矩的儀器和機械中，選用球軸承或圓柱滾子軸承較適宜。此外，低摩擦力矩軸承應避免采用接觸式密封，同時，建議采用滴油潤滑，油氣潤滑或其它有利于減磨的潤滑方式。

具有圓柱形內孔的軸承用于安裝拆卸較頻繁的機械中，應優(yōu)先選用分離型角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、可分離的圓柱滾子軸承、滾針軸承和推力軸承等。具有圓錐形內孔的軸承可安裝在軸頸上，或借助緊定套或退卸套裝在圓柱形軸頸上，安裝拆卸很方便。