羅經(jīng)

摘　要：通過對舊式兩輥鋁闆軋機的(de)銅瓦軸承和軸(zhóu)承座的改造，以及使(shǐ)用新型号(hào)FC系列滾動(dòng)軸承，使軋機的軸承發熱減(jiǎn)少，機(jī)器的穩定性提高，從而提高了軋機的生産效率和軋(zhá)制鋁闆的箱度。

關鍵詞：軸承；發熱；改(gǎi)進；效率

随着經(jīng)濟的市場化和競争化，有些(xiē)新建企業(yè)購買了倒閉企業(yè)的舊式軋機，再經過一定的技(jì)術改(gǎi)造，使之成為一種(zhǒng)全新性能的鋁闆軋機。

在軋機的改(gǎi)造設計中，除了由軋制(zhì)力引起的拖動力、軋輥轉速(sù)、機(jī)械強度和剛(gāng)度等大的方(fāng)面的設計問題會影響軋(zhá)機(jī)的使用性能外，軋(zhá)機的軸承選用，軸承和軸承座的結構型式和加工公差，冷卻(què)潤滑方式(shì)，當地的氣候情況，都對(duì)軋機軸(zhóu)承的發熱和使用壽(shòu)命有很大的影響，尤其是軸承的發熱會對軋制(zhì)鋁闆的厚度及精度帶來不良後果，使鋁闆(pǎn)的厚度和軋制公(gōng)差難以(yǐ)控制，下面介紹兩例軸承(chéng)改造的實例。

1　軋機銅瓦軸承的改進

銅瓦軸承一般不能做得太大太長，否則，雖然(rán)銅瓦單位(wèi)面積上的壓力減(jiǎn)小了，但銅瓦中間部分的熱(rè)量不容易被散發掉(diào)，熱量(liàng)的積累會(huì)引起軸頸和銅瓦過熱，過熱的軸頸和銅瓦會使冷卻(què)潤滑液無法進入軸頸和(hé)銅瓦之間，去減少摩擦和帶走熱量，即使(shǐ)大量注入冷(lěng)卻潤滑液也無濟于(yú)事。這樣，發熱和磨損進入惡性循(xún)環，造成軸頸和銅(tóng)瓦的快速(sù)磨損(sǔn)失效。對此，筆者采(cǎi)用的方(fāng)法是盡可能縮短傳熱路徑，如果解決了發熱問題，潤滑液就(jiù)能順利進人軸頸和銅瓦之間(jiān)，它們之間(jiān)的摩擦會減少，發熱也會(huì)随之(zhī)降低(dī)。筆者将軸瓦和軸(zhóu)瓦座作了三點改動處理。

（1）軸(zhóu)瓦座冷卻水通道的改進 

原來乳機軸瓦座(zuò)上的冷卻水通道(dào)是“井”字形的，如圖1中的虛線所示，這(zhè)個“井”字形(xíng)水通道離銅瓦較遠，有50mm左(zuǒ)右，通道稀少，每條通道擔負的吸熱面積較大，另外軸瓦座内的水通道有兩條，一(yī)條較長，一條較短。很(hěn)明顯，較長的水通道(dào)會出現水(shuǐ)滞流現象(xiàng)，水會慢慢變熱。

現(xiàn)在将冷卻水通道(dào)改成離銅(tóng)瓦放置位置很(hěn)近的 “之”字(zì)形水通道(dào)，如圖2所示 這樣，每段通道擔負吸熱面積相(xiàng)對較小，兩者銅瓦與通道間的距離很短，小于10mm，銅瓦上的熱量能很快地傳到通道的水中(zhōng)而被水帶走，且(qiě)不會象“井”字(zì)形水通(tōng)道那樣出現滞流問題。吸熱冷卻效(xiào)果很好。

（2）銅瓦上油槽的改進

原來的銅瓦是一塊又大又厚(hòu)又長的弧形軸瓦，瓦的内面有一條X形的油(yóu)槽，由于油(yóu)槽又窄又(yòu)淺，儲油量少，軸承中(zhōng)間産(chǎn)生的熱量很難傳導出去改造後(hòu)的銅瓦的(de)厚度(dù)減薄到15mm左右，使銅瓦内的熱量傳到瓦背(bèi)的距離縮短(duǎn)，另外在(zài)銅瓦的(de)中間部位加工一條寬50mm、深(shēn)3mm的油槽，作潤滑和散熱用，如圖3所示。

這種銅瓦中心部位(wèi)不存在發熱區，在油槽中可注人較多的(de)冷(lěng)卻海滑液，帶走(zǒu)銅瓦中間油(yóu)槽兩邊産(chǎn)生的熱量，銅瓦兩(liǎng)端的熱量由空氣(qì)帶走，這時銅瓦上(shàng)的熱量傳出路徑(jìng)就很短了。油槽中(zhōng)的冷卻潤滑(huá)液會由銅(tóng)瓦的中間，經軸頸和銅瓦之間的(de)間隙向銅瓦的兩(liǎng)端流出，很(hěn)好的潤滑了軸頸和銅瓦，減(jiǎn)少(shǎo)了因摩擦産生的熱量，還帶走了部分(fèn)由摩擦(cā)産生的熱量。這種銅瓦使用效果很(hěn)好，使用一個月後，在(zài)銅瓦的内弧面和軸頸上出現了一層均勻的薄薄(báo)的黑色油膜，軸頸和銅(tóng)瓦在近似于(yú)無磨(mó)損狀态下運行。

（3）加裝擋油裝置(zhì)

由于這種銅瓦需要(yào)較大流量(liàng)的冷卻潤滑液，在長時間的運轉(zhuǎn)中，冷卻(què)潤滑液會由軸頸(jǐng)流到軋輥工作面的兩端，被羊毛氈(zhān)擋油布吸收，經過(guò)羊毛氈逐漸向軋輥工(gōng)作面的中間部位移去，造成滿輥都是(shì)冷卻潤滑液。軋闆時，冷卻潤滑液會污染鋁闆表面，使鋁闆表面(miàn)失去(qù)光澤。退火時(shí)鋁闆表面會留下黃色斑迹。為解決冷卻潤滑液爬上輥(gǔn)面的問題，我們在軸頸(jǐng)上近輥面端加裝一個(gè)如圖(tú)4的擋油環，加裝(zhuāng)這個裝置(zhì)後，冷卻潤滑液就不會再由(yóu)軸頸爬上輥面了，保證鋁闆不受(shòu)其(qí)污染 。

2　銘闆劄機中(zhōng)滾(gǔn)動軸承的使用設計

軋機的軸承選用滾動軸承(chéng)，可以減少(shǎo)摩擦能耗，減少軸頸的磨損和(hé)發熱，降低維護費用，提高鋁闆的(de)精度，減小鋁闆的(de)公差 。

FC系列軸承比較适合于鋁(lǚ)闆軋機，該型号軸承(chéng)的承載能力大，性能穩定，安裝?試(shì)方便(biàn)簡單，軸承不容易損壞(huài)。

設計滾動軸承時，軸頸與軸承(chéng)内圈的配合為靜配合，軸頸的(de)公差為p6，這樣軸承内圈會緊緊(jǐn)地箍着軸頸，并随軋(zhá)輥的轉動而轉動，經常變換内圈上的受力點，内(nèi)圈就不容易(yì)變形，也較(jiào)難損壞軸承座孔與軸承外殼的配合為(wéi)動配合，軸承座孔的公差為G7，這樣外殼在受力(lì)時，會随軋輥的轉動而緩慢地移動(dòng)，從而不停地變(biàn)換受力點，避免了使外殼長期在一 個位置上受(shòu)力而容易損壞的問題(tí) 。

FC系列軸承是四列圓柱滾子(zǐ)軸承，這(zhè)種軸承沒有軸向定位結構。需(xū)要在每個(gè)軋輥上裝配(pèi)兩個軸向止推環，防止軋輥軸向竄動。止推(tuī)環可以是摩擦形式的止推環，也可以是滾(gǔn)動形式的止推(tuī)環 。

摩擦止推環是(shì)在軸頸的内圓角處加 裝一個(gè)如圖(tú)5所示的耐磨環狀零件，止推環的大(dà)端與軋輥工作(zuò)面端面相靠，小(xiǎo)端用來定位軸承内圈(quān)的安裝位置，止推環孔内圓角與軸頸圓角相配(pèi)，止推環外面圓角與軸承座内蓋上的圓(yuán)角相配，而(ér)軸承座(zuò)又由側壓闆管着，這樣軋輥兩頭都采(cǎi)用這個裝置，軋輥就不會軸向竄動了。其缺點是止推環所用(yòng)材料(liào)的耐磨性(xìng)能較差，其加工精度和粗糙度低時止推環易磨損 。

滾動止推(tuī)環(huán)是為了克服摩擦止推環的缺點而改進的，是在原止推環和端蓋之(zhī)間增加一個止推滾(gǔn)珠裝置，形狀如圖6所示。原來安裝摩擦止推環的位置(zhì)換成一個(gè)如圖7形(xíng)狀的止推墊圈，這樣就将滑動止推變成了滾動止推(tuī)，減少了阻力和磨損，延長了零部件的使用時間，減少了維護費用。

如果是在氣(qì)溫較高的(de)夏(xià)天加工滾動軸(zhóu)承座，而在氣溫較低的冬天去裝配(pèi)時，軸承座内孔的公差要适當加大一(yī)點，這是因為軸(zhóu)承座使用的材料膨脹系數較大，而軸承外殼(ké)的材料膨脹系數較小(xiǎo)，如(rú)果仍按G7選用公差的話，很可能會裝不上去。膨脹系(xì)數大(dà)的，在夏天會脹大很多，到冬天會縮小很多 冬(dōng)天(tiān)裝配時，費力且不合乎(hū)受壓時軋輥轉軸承外殼也移動的裝配(pèi)要求，會人(rén)為縮短軸(zhóu)承使用壽命 。

3　改造後的使(shǐ)用情(qíng)況

（1）銅瓦(wǎ)軸承的使用情況(kuàng)

銅瓦軸承在第一次軋(zhá)闆時(shí)，溫度達到了(le)70℃左右，但隻要不(bú)喂闆讓軋機空轉2-3min，銅(tóng)瓦的溫度就恢複到室溫狀況。這主要是由(yóu)于軸瓦制造粗糙(cāo)，公差和粗糙度沒有(yǒu)達到圖紙要求。即使加工達到(dào)了圖紙要求，也有一個磨合期(qī)的問題，在磨合(hé)期内溫度肯定是要(yào)高一些的，使用一(yī)個班後(hòu)，銅瓦的溫(wēn)度降到40-50℃，使用(yòng)一個月後，軸頸上已有(yǒu)一層均勻(yún)的薄薄的黑(hēi)色油膜，完全(quán)看不到軸頸原來的材料了，銅層上的溫度略高于室(shì)溫(wēn)。在這種狀況下，軸頸上隻要不缺(quē)少冷卻潤滑液，銅(tóng)瓦和軸頸幾乎在無磨損狀态下工(gōng) 作，軸(zhóu)頸兩端無熱量(liàng)向軋輥的工作面上傳去。隻要調整(zhěng)好兩輥之間的(de)間隙，軋制中的闆厚度就不會發生變化 。

（2）滾動軸承的使用情況

滾動軸(zhóu)承在安裝後，開始使用的一個多月内情況都很正常(cháng)，一個多月後發現其中一隻軸承座有點發熱，檢(jiǎn)查發(fā)現發熱原因是軸(zhóu)承内圈破裂。原來在初次安裝時就發現(xiàn)該軸頸的公差小于p6，不用加熱就可以套到軸頸上去，安(ān)裝在這種公差的軸頸上的軸承，其内圈很容易破裂。所以在加工軋輥時，軸徑的公(gōng)差一定要合乎(hū)要求。對鋁闆厚度的控制也非常穩定，目前這(zhè)種軋機上生産的鋁闆厚度是0.30mm。

4　軋機(jī)軸承(chéng)設計小結

（1）銅瓦軸承軋機

銅瓦上單位面積上的壓(yā)力要盡量小一(yī)點，最好是比使(shǐ)用的銅瓦材料的許(xǔ)用壓力小30%左右。

要盡可能地縮短熱傳導路程，每條傳導路程(chéng)的長度最好不大于35mm。 

要有(yǒu)充足(zú)的冷卻液和(hé)潤滑液（脂）供應給軸承和軸(zhóu)承座，不能間斷 。

（2）滾動軸承軋機

軸頸與軸承内圈的配合一定要是靜(jìng)配合，軸頸的公差選用(yòng)在p6左(zuǒ)右。

軸承座與軸(zhóu)承外圈的配合一定是過渡配合，軸承座(zuò)孔的公差選用在G7左右。

一定要有可靠的軸向定位止推裝置(zhì)，防止軋輥的軸向竄(cuàn)動 。

要根據氣候(hòu)變(biàn)化情況選擇合理的軸承與輥頸配合公差。

（來源：輕合金加工技術）