羅經

摘　要：通過對舊式兩輥鋁板軋機的銅瓦軸（zhóu）承和軸承座的改造，以及使用新型號FC係列滾動（dòng）軸承，使軋機的軸承發（fā）熱減少，機器的穩定性提高，從而提高了軋機的生（shēng）產效率和軋製鋁板的箱度（dù）。

關鍵詞：軸承；發熱；改進（jìn）；效率

隨著經濟的市場化（huà）和競爭化，有（yǒu）些新建企業購買了倒閉企業的舊式（shì）軋機，再經過（guò）一定的技術改造，使之成為一種（zhǒng）全新性能的鋁板軋機。

在軋機的改造設計中，除（chú）了由軋製力引起（qǐ）的拖動力（lì）、軋輥轉速、機械強度和剛度等大的方麵的設計（jì）問題會（huì）影（yǐng）響軋機的（de）使（shǐ）用性能外，軋機的軸承（chéng）選用，軸承（chéng）和軸承座的（de）結構型式和加工公差，冷卻潤滑方式，當地的氣（qì）候情（qíng）況，都對軋機（jī）軸承的發熱（rè）和使用壽命有很大的影響，尤其是軸承的發熱會對軋製鋁板的厚度及（jí）精（jīng）度帶來（lái）不良後（hòu）果，使鋁板的厚度和軋製（zhì）公差（chà）難以控製，下麵介紹兩例軸（zhóu）承（chéng）改（gǎi）造的實例。

1　軋機銅瓦軸承的改（gǎi）進

銅瓦軸（zhóu）承一般不能做得太大太長，否則，雖然銅瓦單位麵積上的壓力減小了，但銅瓦中間部分的熱量（liàng）不容易被散發掉，熱量的積累會引起軸頸（jǐng）和銅瓦過熱，過熱的軸頸（jǐng）和銅瓦會使（shǐ）冷卻潤滑液無（wú）法進入軸頸和銅瓦之間，去減少摩擦和帶走熱量，即使大量注（zhù）入冷卻潤滑液也無濟於事。這樣，發熱和磨損進入惡性循環，造成軸頸和銅瓦的快速磨損失效。對此，筆者采用的方法是盡可能縮短傳熱（rè）路徑（jìng），如果解（jiě）決了（le）發熱問題，潤滑液（yè）就能（néng）順利進人軸頸和銅瓦之間（jiān），它們之間的摩擦會減（jiǎn）少，發熱也會隨之（zhī）降（jiàng）低。筆者將軸瓦和軸瓦座作了三點（diǎn）改動處理。

（1）軸瓦座（zuò）冷卻（què）水通道的改進 

原來乳機軸瓦座上的冷卻水通道是“井”字形（xíng）的（de），如（rú）圖1中的虛（xū）線所示，這（zhè）個“井”字形水通道離銅（tóng）瓦較遠，有50mm左（zuǒ）右，通道稀少，每條通道擔負的吸熱麵積（jī）較大，另外軸瓦（wǎ）座內的水通道有兩條，一條較長，一條較（jiào）短。很明顯，較長的水通道會出現水滯流現象，水會慢慢變熱。

現在將冷卻水通道改成離銅瓦放（fàng）置位置很近的 “之”字形水通道，如圖2所示 這（zhè）樣，每段通道擔負吸熱麵積相對較小，兩者銅瓦與通道（dào）間的距（jù）離很短，小於（yú）10mm，銅瓦上的熱量能很快地傳到通道的水中而（ér）被水帶走（zǒu），且不（bú）會象“井”字形水通（tōng）道那樣出現滯流問題。吸熱冷（lěng）卻效果很好。

（2）銅瓦上油槽的改進

原來的銅瓦（wǎ）是一塊又大又厚又長的弧（hú）形軸瓦，瓦的（de）內麵有一條X形的油槽，由於油槽又窄又淺，儲油量少，軸承中間產生的熱量很難傳導出去改造後的銅瓦的厚度減薄到15mm左右（yòu），使銅瓦（wǎ）內的熱量傳到瓦背的（de）距離縮短，另（lìng）外在銅瓦的中間部位加（jiā）工一條寬50mm、深3mm的油槽，作潤滑和散熱用（yòng），如圖3所示。

這種銅瓦中心部（bù）位不存在發熱區，在油（yóu）槽中（zhōng）可注人較多的冷卻海滑液，帶走銅瓦中間油槽兩邊產生（shēng）的熱量，銅瓦兩端的熱量由空氣帶走，這時銅瓦上的熱量傳出路徑就很短（duǎn）了。油槽中的冷（lěng）卻潤滑液會由銅瓦的中間（jiān），經軸頸和銅瓦之間的間隙向銅瓦的兩端流（liú）出，很好的（de）潤滑了軸頸和銅瓦（wǎ），減（jiǎn）少了因摩（mó）擦產生的熱（rè）量（liàng），還（hái）帶走了部分由摩（mó）擦產生的（de）熱量。這種銅瓦使用效果很（hěn）好，使用一個月後，在銅瓦的內弧麵和軸頸上出現（xiàn）了一層（céng）均勻的（de）薄薄的黑色油膜，軸頸和銅瓦在近似於無磨損狀態下運行。

（3）加裝擋油裝置

由於這種銅瓦需（xū）要較大流量的冷卻潤滑（huá）液，在長（zhǎng）時間的運轉中，冷卻（què）潤（rùn）滑液會（huì）由軸頸流到軋（zhá）輥（gǔn）工作麵的兩（liǎng）端，被羊毛氈擋油布（bù）吸收（shōu），經過羊毛氈逐漸向軋輥工作麵的中間部位移去，造成滿（mǎn）輥都是冷卻潤滑液（yè）。軋板時，冷卻潤滑液會汙染鋁板表麵，使鋁板表麵失去光澤。退火時鋁板表麵會留下黃（huáng）色斑跡。為解決冷卻潤滑液爬上輥麵的問題，我（wǒ）們在軸頸上近輥麵端加裝一個如圖4的擋油環，加裝這個裝置後，冷卻潤滑（huá）液就不會再由（yóu）軸頸爬上輥麵了，保證鋁板不受其汙染 。

2　銘板劄機（jī）中（zhōng）滾（gǔn）動軸承的使用設計

軋機（jī）的軸承選用滾動軸承，可以減少摩擦能耗，減少軸頸的磨損和發熱，降低維護費（fèi）用，提高鋁板的精度，減小鋁板（bǎn）的公差 。

FC係列軸承比較適合於鋁板軋機，該型號軸承的承載（zǎi）能力大，性（xìng）能穩定（dìng），安裝?試方（fāng）便簡單，軸（zhóu）承不容易損壞。

設計滾動軸承時，軸頸與軸（zhóu）承內圈的配（pèi）合為靜配合，軸頸的公差為p6，這樣軸承內（nèi）圈會緊緊地箍著軸頸，並隨軋輥的轉動而轉動，經常變換內圈上的受（shòu）力點，內圈就不容易變形（xíng），也較難損壞軸承座孔與軸承外殼的配合為動配合，軸承座孔的公差為G7，這樣外（wài）殼在受力時，會隨軋（zhá）輥的（de）轉動而緩慢地移（yí）動（dòng），從而（ér）不停地變（biàn）換受力點，避免了使（shǐ）外殼長期在一 個（gè）位置上受力而容易損壞的問（wèn）題 。

FC係列軸承是四列（liè）圓柱滾子（zǐ）軸承，這種軸承沒有（yǒu）軸向定位結構。需要在每個軋輥上（shàng）裝配兩個軸向止推環，防止軋輥軸（zhóu）向竄動。止推環可以是摩擦形式的止推環，也（yě）可以是滾動形式的止推環 。

摩擦止推環是在軸頸（jǐng）的內圓角處加 裝一個如圖（tú）5所示（shì）的耐磨環狀零件，止推環的大端與軋輥工作麵端麵相靠，小（xiǎo）端（duān）用來定位軸承內圈（quān）的安裝位置，止推環孔內圓角與軸頸圓角相配，止推環外麵圓（yuán）角（jiǎo）與軸承座內蓋上的圓角相配，而軸承座又由側壓板管著，這樣軋輥兩頭都采用這個裝置，軋輥就不會軸向竄（cuàn）動了。其缺點是止推環所用材料的耐磨性（xìng）能較差，其加工精度和粗（cū）糙度低時止推環易磨損 。

滾動止推環是為了克服摩擦止推環的缺（quē）點而改進的，是在原（yuán）止推環和端蓋之間增加一個止推滾珠裝置，形狀如圖6所示。原來（lái）安裝摩擦止推環的位置換成一個如圖7形狀的止推墊圈，這樣就（jiù）將滑動止推變成了滾動止推，減少了阻力和磨（mó）損，延（yán）長了零部件（jiàn）的（de）使用時間（jiān），減少了維護（hù）費用。

如果是在氣溫較高的夏天加工滾動軸承座（zuò），而在氣溫（wēn）較低的冬天去裝配時，軸承座內孔（kǒng）的公差要適當加大一點，這是因為軸承座使用的材料膨脹（zhàng）係數（shù）較大，而軸承外殼的材料膨脹係數較小，如果仍按G7選用公差的話，很可能會裝不上去。膨脹係數大的，在夏天會脹大很多，到冬天會縮小很多 冬天裝配時，費力且不合乎受壓時（shí）軋輥（gǔn）轉軸承外殼也移動的裝（zhuāng）配要求，會人為（wéi）縮短軸承使用（yòng）壽命（mìng） 。

3　改造後的使用情況（kuàng）

（1）銅瓦軸承的使用情況

銅瓦軸承在第一次軋板時，溫度達到了70℃左右，但隻要不喂板讓（ràng）軋機空轉2-3min，銅瓦的溫（wēn）度就恢複到室溫（wēn）狀況。這主要是由於軸瓦製造粗糙，公差和粗糙度沒有達到圖紙要求。即使（shǐ）加工達到了圖紙要求，也有一個磨合期的問題，在磨合期內溫度肯（kěn）定是要高一些的，使用一個班後，銅瓦（wǎ）的溫度降到40-50℃，使用一個月後，軸頸上已有一層（céng）均勻的薄（báo）薄的黑色油膜，完全看不到軸頸原來的材料了，銅層上的（de）溫度略（luè）高於室溫。在這種狀況下，軸頸上隻（zhī）要不缺少冷（lěng）卻潤（rùn）滑液（yè），銅（tóng）瓦和軸頸幾乎在無磨損狀態下工 作，軸頸兩端（duān）無熱量向軋輥的工（gōng）作麵上傳去。隻要調整好兩輥之間的間隙，軋製中的板厚度就不會發生變化 。

（2）滾動軸承的使用情況

滾動軸承在安裝後，開始使用（yòng）的一個多月內情況都很正常，一個多月後發現其中一隻軸承座有點發熱，檢查發現發熱原因是軸承內圈破裂。原來在初次安裝時就發現該軸頸的（de）公差小（xiǎo）於p6，不用加熱就可以套到軸頸上去，安裝在這種公差的軸頸上的（de）軸承，其內圈很容易破裂（liè）。所以（yǐ）在加工軋輥時，軸徑的公差一定要（yào）合乎要求。對鋁板厚度的控製也非常穩定，目前（qián）這種軋機上生產（chǎn）的鋁板厚度是0.30mm。

4　軋機軸承設計小結

（1）銅（tóng）瓦軸承軋機（jī）

銅瓦上單位麵積上的壓力要盡量小一點，好是比使用的銅瓦（wǎ）材料的許用（yòng）壓力小30%左右（yòu）。

要盡可能地縮短（duǎn）熱傳導（dǎo）路程，每條傳（chuán）導路程的長度（dù）好不大於35mm。 

要有充（chōng）足的冷卻液和潤滑液（脂）供應給軸承和軸承座，不能間斷 。

（2）滾動軸承軋機

軸頸與軸承（chéng）內圈（quān）的配合（hé）一定要是靜配合，軸頸的公差選用在p6左右。

軸承座與軸承外圈的配合一定是過（guò）渡配（pèi）合，軸承座孔的公差選用在G7左右。

一定要有可靠的軸向定位止推裝置，防止軋輥的軸向竄動 。

要根據氣候變化情況選擇合理的軸承與輥頸配合公差。

（來源：輕合金加工（gōng）技術）