現象:立輥下軸承座進入氧化鐵皮和水、下部軸承有油而上部軸承無油銹蝕、軸承座外部有黑色流出物,針對軋機立輥軸承燒毀的原因可作如下詳細分析:
核心根本原因:異物侵入與潤滑失效導致軸承嚴重損傷
氧化鐵皮與水的侵入(主要誘因):
密封失效: 這是***直接和***主要的原因。立輥處于惡劣環(huán)境中,大量氧化鐵皮顆粒和高壓冷卻水直接沖刷軸承座端面密封。原有的密封(如唇形密封、迷宮密封、填料密封或其組合)出現老化、磨損、破損、失效,或者密封結構設計選型不合理(無法抵御如此大量細小堅硬顆粒和高壓水的沖擊),導致外界氧化鐵皮和水持續(xù)侵入軸承座內部。
密封處間隙過大: 軸承座端蓋安裝面、或軸承座本體與輥頸配合面等處密封不嚴、磨損或間隙過大,成為氧化鐵皮和水進入的通道。
潤滑系統的嚴重失效(關鍵因素):
污染物對潤滑脂的破壞: 侵入的氧化鐵皮是硬質磨料,會混入潤滑脂中,急劇增大軸承內部摩擦磨損,破壞油膜,形成磨料磨損。同時進入的水會: 稀釋油脂: 降低潤滑脂的黏度和承載能力。
破壞脂的結構: 導致潤滑脂皂基分解、析出基礎油。
腐蝕: 水與鐵質部件接觸,特別是和氧化鐵皮結合,極易誘發(fā)銹蝕,正如您在上部軸承觀察到的現象。
加速油脂氧化: 促進潤滑脂的氧化變質。
軸承腔潤滑不均(上部軸承缺油): 您觀察到“下面軸承有油,上面軸承沒有油并有銹蝕”,這表明: 補充潤滑不足或分配不均: 潤滑點可能位于下部,在重力的作用下,新補充的油脂難以有效到達并充滿整個軸承腔,特別是上部軸承區(qū)域?;蛘哒麄€潤滑系統的供脂量/周期不合理。
污染物導致油路堵塞: 進入的氧化鐵皮、水以及變質/硬化的油脂(黑色流出物)可能堵塞通往上部軸承的油路或內部油道。
密封失效導致油脂泄漏: 侵入污染物破壞密封效果的同時,也可能導致油脂在壓力或重力作用下從失效的密封處泄漏(即外部黑色流出物來源之一)。
故障發(fā)展過程與燒毀的直接原因
初始階段(污染進入與潤滑惡化): 失效的密封允許氧化鐵皮和水大量進入軸承腔。污染物快速污染并破壞下部軸承及腔內原狀油脂。
關鍵階段(上部軸承潤滑缺失與銹蝕): 由于油脂分配不均、重力作用以及可能存在的油路堵塞/泄漏,侵入的污染物(特別是水)更容易集中在上部區(qū)域。上部軸承長期處于無有效新鮮油脂保護的狀態(tài)(“沒有油”),水持續(xù)存在導致嚴重銹蝕(“有銹蝕”)。此時,上部軸承基本在無潤滑或極差潤滑(含大量磨料和水的劣化油脂) 的狀態(tài)下運行。
加速惡化階段(異常摩擦與高溫): 上部軸承的銹蝕導致滾道和滾動體表面產生麻坑、剝落,增大摩擦阻力。
無油/劣油狀態(tài)導致滾動體和滾道間產生干摩擦或邊界摩擦。
混入的氧化鐵皮顆粒充當磨料,劇烈磨損軸承工作面。
下部軸承雖“有油”,但這油已被嚴重污染(含水和鐵屑),潤滑效能急劇下降,也處于加速磨損狀態(tài)。
摩擦力矩急劇增大,產生大量熱量。
燒毀階段(過熱、合金熔融): 在重載(軋制力)和高速旋轉的工況下,異常的摩擦產生巨大熱量。
潤滑失效導致熱量無法有效被帶走。
軸承內部溫度急劇升高,遠超設計極限。
高溫導致軸承鋼材材料硬度下降(回火軟化甚至相變),滾動體與滾道表面出現局部塑性變形。
極端高溫引發(fā)軸承內部的局部合金熔融,產生燒結熔焊現象(燒蝕、粘連),軸承徹底卡死(抱死)。 這就是“燒毀”的本質過程。
表現(黑色流出物): 異常高溫會同時導致軸承座內殘留的油脂發(fā)生嚴重碳化分解,形成焦炭狀或柏油狀的黑色粘稠物,并從密封失效處或縫隙中被擠壓出來(“軸承座外部有黑色流出物”)。這也是軸承已經嚴重過熱甚至內部材料開始燒熔的明確標志。
總結原因鏈條
密封失效 --> 導致氧化鐵皮和水持續(xù)侵入軸承腔。
侵入的氧化鐵皮(磨料磨損)和水(腐蝕、稀釋、破壞油脂) --> 導致潤滑脂快速劣化。
結構設計/維護不當(如潤滑點位置不佳、供脂策略不合理、油路堵塞) --> 導致軸承腔(特別是上部軸承)有效潤滑缺失和污染物積聚。
上部軸承缺油、嚴重銹蝕 --> 在重載高速下,產生極端摩擦干磨擦和高溫。
污染的下部軸承潤滑惡化 --> 摩擦和熱量持續(xù)增加。
異常高溫 --> 導致油脂碳化(黑色流出物)、鋼材軟化變形、直至局部熔融燒毀(抱死)。
建議的解決方向
徹底檢查和改造密封系統: 更換高性能密封: 選用專門為鋼廠軋輥惡劣工況設計的多重防護密封(如:重型剖分式迷宮密封 + 高性能耐磨V型組合密封環(huán) + 輔助氣封或磁流體密封)。確保密封材質(耐熱、耐磨、耐水)、結構和尺寸能有效阻擋高壓水及細微氧化鐵皮顆粒。
嚴格安裝和維護: 確保密封安裝到位,定期檢查密封磨損情況并更換。
檢查/修復密封安裝面: 修復磨損的端蓋、輥頸等配合面。