浅谈20辊轧机背衬轴承的使用与维护

背衬轴承为20辊轧机承载和传动的关键部件，其使用精度和寿命直接影响了轧机的性能。背衬轴承是外圈特别厚的滚动轴承，使用时以成组形式被安装在静止的轴上成为支承辊。工作辊上的压力通过中间辊传递到支承辊并通过鞍座系统传送到机架。

1背衬轴承结构背衬轴承主要的结构形式是双列或三列圆柱滚子轴承，带或不带整体式挡边或挡圈，有满滚子轴承(无保持架)或带保持架轴承形式。外圈不带挡边及活动边挡圈的背衬轴承其优点是几何形状简单、径向承载能力高，但是这种背衬轴承由于其自身不能承受轴向载荷，因此必须在外圈和支承鞍座侧面之间放置青铜或工程塑料止推垫圈;带有挡边(或挡圈)的背衬轴承不需要止推垫圈，因为这些轴承的设计使其能够同时承受径向力和轴向力。背衬轴承是精密的机械部件，自身零件精度要求非常高，安装使用时必须精确的分组匹配，才能实现最佳的操作功能。背衬轴承在使用过程中，需要对每套轴承的以下数据进行标记并做使用跟踪记录:轴承分组编号及位置编号、内圈受力点位置、公称外径尺寸，H值(消除径向游隙后内径到外径的断面高度)高度。

2背衬轴承的组装配要点(1)根据H值高度进行分组，在每根心轴上，将装配后尺寸大的轴承放在中间，小的放在两边，由中间向两端依次递减，即轴承的排列顺序为中间高两边低。相邻背衬轴承H值误差控制在0.002mm以内，整组控制在0.006mm(图1)。H值误差过大，会导致轧制过程中该列支承辊的各个衬背轴承受力严重不均，出现振动并导致滚柱疲劳损伤，影响产品质量，降低背衬轴承工作寿命。(2)每列支承辊上的背衬轴承排列应定期更换位置，即中间的移到外侧，外侧的移到中间，以使每套轴承受力均匀，延长轴承寿命，如图2所示。(3)工作时支承辊轴承外圈旋转，外圈滚道受力均匀，内圈固定，受力方向不变，内圈滚道受力集中在局部区域。长期工作，内圈受力局部区域将先行磨损，严重影响轴承精度与寿命。为保证轴承的精度均衡，延长轴承寿命，装配时采用定期调整轴承内圈受力区域，使轴承内圈磨损均匀。轴承在套入轴上时，应使所有轴承内环的标记在同一方向，每次安装内环的标记相对轴进行60°的旋转，即在装配时对轴承内圈位置轮换，如图3所示。(4)支承辊组A、D、E、H中，每组支承辊受力约为轧制力的59%，支承辊组B、C、F、G中，每组支承辊受力约为轧制力的40%。在轴承的完整使用周期内，应安排支承辊组A、D、E、H的轴承与支承辊组B、C、F、G的轴承进行调换安装使用，使整套轴承磨损均匀。

3背衬轴承的润滑方式20辊轧机运行过程中，背衬轴承工作在高温、重载、氧化皮和金属碎屑多的环境下，背衬轴承的密封和润滑尤为重要。目前主要采用气－油润滑方式和轧制油润滑方式。(1)气－油润滑方式利用0．20～0.35MPa清洁干燥的压缩空气在背衬轴承内部形成正压，对背衬轴承起到密封作用，防止污染物进入背衬轴承;润滑油通过控制器定时定量进入气－油混合器后通过分配器进入背衬轴承，进行润滑冷却。(2)轧制油润滑方式是利用清洁的轧制油对背衬轴承进行润滑冷却。进入背衬轴承的轧制油压力0．5～0．6MPa，轧制油清洁度对背衬轴承的寿命起决定性作用。由于轧制油的粘度较润滑油低，用于背衬轴承润滑的轧制油流量相比用润滑油润滑的量大得多。无论何种润滑方式，只要满足润滑条件，均能保持背衬轴承正常工作。要求经常检查气路和油路是否畅通，油量是否足够，轧制油清洁度是否达到要求。需要注意的是在较高载荷或轧制速度下，要提供较高的润滑剂用量。

4背衬轴承的磨削方式轧机运行会导致背衬轴承外径的损伤，如压坑、压扁和冷作硬化，这就要求重磨背衬轴承的外径。通常采用的磨削方式是对单个背衬轴承外环的磨削。(1)清洗。如图4所示，在清洗盆中转动外圈和内圈，彻底清除滚柱滚道及表面杂质和灰尘，检查柱及内外圈表面是否存在异常磨损或缺陷，确保下一步尺寸测量准确，对不能继续使用的轴承标记剔除。注意清洗确保干净，否则影响H值测量的准确。(2)在专用的H值(装配高)检测装置上进行H值测量，如图5所示。注意要在内圈有标记的位置进行测量，转动外圈，记录大小值，取平均值。(3)拆卸轴承，取出滚柱、内圈及附件，在专用平台上对外圈直径进行测量，如图6所示。取3个截面大小值的平均值进行外圈直径计算，得到外圈直径为重新磨削的参考值。注意拆卸零件的标记，重新装配不得弄混，避免测量时温度的影响。(4)磨削量及重磨后外圈直径的确定。磨削量视轴承磨损情况按每次直径0．2～0．3mm(H值高度0.10～0.15mm)确定磨削后外圈直径和H值(装配高)公称尺寸，外圈直径公差(0/－0．010)。(5)外圈磨削。磨削按粗磨、中磨、精磨3个步骤，设置适合的主轴转速、砂轮磨削线速度、拖板运动速度和进给量。注意磨削过程中的尺寸测量，最终尺寸公差及表面粗糙度符合要求。(6)外圈倒角磨削。轧制时凸度调节的动作导致外圈尖角与中间辊接触区应力增大，产生异常磨损，磨损印迹通过辊系传递至带材表面，严重影响带材表面质量，必须进行外圈倒角磨削。需要注意的是倒角磨削完成后，对倒角进行最终的抛光处理，具体操作如下:(a)外径面磨削结束后，对外径面两端的弧线部进行磨削，如图7所示。(c)倾斜磨削台，设定好所需的角度，进行磨削，磨削条件与外径面精磨削条件一样(图9)。(d)转动主轴，用细号砂皮(#320)纸将边缘部位磨圆滑(图10)。根据现场实际经验，一般每次磨削量为直径方向0．2～0．3mm;磨削后的目标精度:外圈外径圆度为0.0025mm，外圈外径跳动为0．004mm，外圈表面粗糙度为Ｒa0．20μm。(7)轴承装配。将同一轴承拆卸的滚柱及附件和磨削后的外圈重新清洗，按原先的位置标记装配。重新测量H值及公差，进行标记记录。为便于背衬轴承的维护管理，推荐的维护周