轧钢机械设备轴瓦检修与维护技巧解析

2021-11-30李海豹

中国金属通报 2021年6期

李海豹

（河钢股份有限公司承德分公司河北省钒钛工程技术研究中心，河北承德 067000）

当今时代，科学技术革新，使得中国各行各业逐渐兴起，其中钢铁的年产量也在逐年增长。为了确保钢铁生产能力的稳步提升，一些大型的炼钢设备在维修和保养方面显得尤为重要[1]。轧钢机械设备是钢铁厂家在生产过程中的重要设备，轴瓦也是轧钢机械设备中的重要部件之一，因此必须对轧钢机械设备轴瓦进行维护与保养。普通轧钢机械设备具有比较高的承载能力，且冲击负荷也比较大[2]。在检查轧钢机械设备的轴瓦时，质检部门的人员都要重点检查轴瓦上的零件，并检查可能出现的问题，从而方便解决问题。

轧钢机械设备在钢铁工业发展中占有举足轻重的地位。轴瓦是轧钢机械设备中最关键的机械部件，它关系到轧钢机械设备的安全稳定运行[3]。轧钢机械设备的承载能力大，会导致运转速度低，其冲击载荷也比较大。所以在轧钢机械设备轴瓦的检查维修中，要把重点放在轴瓦的检查维修上，及时解决轧钢机械设备轴瓦存在的问题，并采取切实措施加以解决，使其轴瓦的维修水平不断提高，进一步推动钢铁工业的发展。

1 轧钢机械设备轴瓦存在的问题

轧钢机械设备轴瓦的生产过程中有一个非常重要的环节，也就是浇铸工艺。当前轧钢机械设备轴瓦存在的主要问题有：在生产之前所作的准备工作不充分，浇铸工艺流程和材料准备不够，最终造成轧钢机械设备轴瓦的挂锡不均匀。这类因素最终将导致轧钢机械设备的工作失败[4]。另外，轴颈与轴瓦之间的接触，也会导致轧钢机械设备轴瓦故障。举例来说，如果轧钢机械设备轴瓦上面有油，就会导致轧钢机械设备轴的接合面不够紧密，最终导致轧钢机械设备轴瓦在使用过程中发生故障。

2 轧钢机械设备轴瓦检修过程中的缺陷及处理方法

与其他材料不同，以巴氏合金为主要材料的轴瓦具有非常强的耐磨性，同时还具备一定的磨合性和耐摩擦性。在室温条件下，具有足够大的强度，在摩擦顺应性方面也表现出理想的状态。而且轧钢机械设备轴瓦的加工工艺相对比较精细，在导热性能上也占有很大优势，其热膨胀系数小的特点，使轧钢机械设备轴瓦具有一定的抗腐蚀能力。从轧钢机械设备轴瓦的实际使用情况分析研究，巴氏合金制成的轧钢机械设备轴瓦在使用过程中存在的最大问题就是磨损问题，而非预期的轴瓦磨损原因会导致轧钢机械设备轴瓦出现断油烧坏。但在轴瓦实际的维修工作中，经常会出现很多缺陷，因此，对轧钢机械设备轴瓦的维修过程进行详细的分析，并提出切实可行的措施十分重要。

浇筑工艺流程的缺陷及预防：轧钢机械设备轴瓦铸造完成时，由于巴氏合金材料耐磨层与轧钢机械设备轴瓦的结合力比较弱，非常容易使得轧钢机械设备轴瓦发生铸造缺陷。其主要原因是浇筑工艺的前期准备工作不合理，轧钢机械设备轴瓦清洗不彻底，也可能是因为不均匀的挂锡，需要做好提前准备。与此同时，轧钢机械设备轴瓦应进行深度清洁，并在高温的碱环境中除去油脂。烘干以后，需用氯化锌饱和溶液比热刷涂，以便轧钢机械设备轴瓦挂锡。但必须保证锡片的厚度和均匀度。

轧钢机械设备轴瓦表面的缺陷与处理。对于轧钢机械设备轴瓦的合金内部而言，非常容易出现夹渣、气孔、缩孔等表面缺陷[5]。因而对轧钢机械设备轴瓦的合金成分、铸造温度等都会产生一定的影响。轧钢机械设备轴瓦的铸造模具及工艺非常简单，但温度对轧钢机械设备轴瓦质量有决定性的影响，因此温度与质量成正比。当温度过高时，轧钢机械设备轴瓦表面容易产生气孔，出现收缩或膨胀现象。所以，应根据理想灌装量合理控制温度和适当调节温度。

轧钢机械设备在运转过程中，轴瓦材料会出现粘着磨损或者滑移变形的现象，因此需要对其进行处理。对于轧钢机械设备本身来讲，其具有比较大的负载冲击，导致在运行时的速度较低。轧钢机械设备轴瓦在实际工作过程中，轴与轴瓦容易出现润滑不完全的情况。此外，如果两者直接发生摩擦，会在接触表面出现粗糙的划痕。当母材处于受压和塑性变形状态时，不可避免地会发生晶粒转移的现象，最终导致轧钢机械设备轴瓦母材的粘连。这样的状态下，剪切现象必然发生。长时间运行在这种形式下，轧钢机械设备轴瓦的表面就会粘附一层合金材料研磨层，严重破坏了轧钢机械设备轴瓦的结构形状，从而在表面产生不均匀的受力。此外，润滑油膜的存在，会导致轧钢机械设备轴瓦表面的温度越来越高，直到烧坏。所以必须确保轴瓦之间处于润滑状态。如果轧钢机械设备轴瓦发生变形，应该及时采取相应的补救措施。

轧钢机械设备轴瓦刮削会对润滑性造成影响，因此需要对其进行处理，轴瓦刮削经常会引起的动压油楔不理想，从而导致润滑油膜不符合轧钢机械设备轴瓦的设计要求[6]，如果轧钢机械设备在高温条件下运转，会由于温度过高，非常容易对其表面产生一定的磨损，会严重影响轧钢机械设备轴瓦的运转效果。这样就保证了轧钢机械设备轴瓦的润滑性，延长了轧钢机械设备轴瓦的使用寿命。为确保刮削轧钢机械设备轴瓦的正确性和合理性，必须保证轧钢机械设备轴瓦的受力均匀，受力面积适中。要确保油膜的质量，就必须保证润滑油的楔形平滑。

3 轧钢机械设备轴瓦维护技巧

间隙是保证轧钢机械设备轴瓦稳定工作的关键条件。一般而言，轧钢机械设备轴瓦的空隙值取决于其在工作过程中的承载能力和运转速度。轧钢机械设备轴瓦合金的两侧直径应该存在几乎相同的间隙，而处于轧钢机械设备轴瓦顶部的间隙应该是一侧的1.5倍到2倍之间。为保证轧钢机械设备轴瓦之间存在一定间隙，通常借助相应的工具检查轧钢机械设备轴瓦的间隙。一般而言，轧钢机械设备轴瓦的搭接点数应保持在25 mm×25 mm以内，刮刀刮得不平整的部分应在刮刀后修补并找平；每一步都应该使刮刀的基本方向呈现垂直交叉相互作用的外观。在磨削轧钢机械设备轴瓦时，必须确保轧钢机械设备轴瓦的间隙满足实际的要求。如果由于磨削而达不到相应的要求，则需要用增加或减少垫片来调整轧钢机械设备轴瓦在磨削过程中的间隙[7]。随后要注意的是，两个垫片的总厚度基本相同，同时彼此没有接触。同时要保证与轧钢机械设备轴瓦件实际标准距离一致，轴承内径与轴承侧面的距离一般小于1mm。

在轧钢机械设备轴瓦的内表面处，经常会出现一些条状划痕或者带状划痕，除了这两种划痕以外，有时候还会存在块状划痕和片状划痕。一般情况下，轧钢机械设备轴瓦表面如果有某个部位没有油膜，就会与其他颗粒之间发生摩擦。两个接触面一旦出现摩擦现象，就会导致轧钢机械设备轴瓦表面处的温度迅速升高，处于轧钢机械设备轴瓦表面的金属分子也会随着温度的升高发生相对位移现象，导致金属分子与金属层之间存在一定间隙而分离。润滑油膜出现破裂的主要原因有两个，其一是空气中具有一定硬度的颗粒物混入到了润滑油中，导致润滑能力下降，其二是润滑油膜的厚度小于轴径外表面与轴瓦之间的粗糙程度总和。混入润滑油中的颗粒物主要是轧钢机械设备轴瓦与其他零部件的毛刺，还包含空气中的尘埃以及油管中残留的污染物质等[8]。未知杂质占轧钢机械设备轴瓦早期损坏因素的31%～45%。

为了保证轧钢机械设备轴瓦与瓦轴座和油质之间接触的位置处能够产生比较好的接触性，同时还要保证接触位置处均匀分布且呈现出对称的状态，当三者之间的接触面积应该大于轧钢机械设备轴瓦总面积的五分之三时，就要在安装过程中保证安装顺序的正确性。轧钢机械设备轴瓦在实际的检查或者修理的过程中，只要以上述步骤为依据，就可以及时发现并解决大多数存在的问题，还可以让之前损坏的设备正常运转，从而延长轧钢机械设备轴瓦的使用期限。此外，轧钢机械设备轴瓦在浇筑过程中，还要适当控制好浇筑温度，这样也可以将轧钢机械设备轴瓦合金的流动特性变得更好。一旦达到了这个目的，轧钢机械设备轴瓦在浇筑时就能够发挥出填充物本身的特效，通常情况下，采用预热处理工艺对轧钢机械设备轴瓦和轴心位置进行加热时，整个过程的温度需要控制在150℃～230℃之间。但是值得注意的是，在轧钢机械设备轴瓦表面会存在一些密密麻麻的气孔，当轧钢机械设备运作时，轴瓦表面的气孔在质量方面还可能会存在一定缺陷。由于轧钢机械设备轴瓦的吸气量不断增加，非常容易发生氧化反应，最终导致轧钢机械设备轴瓦出现气孔缺陷。