轧机轴承常见故障分析及解决方法探究

轧机轴承作为冶金设备中的核心部件，其运行状态直接影响轧制效率与产品质量。由于长期处于高温、重载、高速旋转的极端工况下，轴承故障呈现高频发、隐蔽性强等特点。轧机轴承厂家洛阳众悦精密轴承从实际运维案例出发，结合失效机理分析，系统梳理典型故障类型及针对性解决方案，为企业设备管理提供技术参考。

一、运行异常类故障：振动与温升的连锁反应

故障表现：轴承运转时出现周期性振动加剧，伴随壳体温度异常升高，严重时可触发自动停机保护。此类问题往往由多重因素叠加引发。

根源剖析：

配合精度失准：轧辊与轴承座孔的配合间隙超过设计公差，导致轴向窜动量增大，引发动态不平衡。

润滑系统失效：润滑剂氧化变质或供油管路堵塞，造成摩擦副间油膜破裂，金属直接接触产生高热。

预紧力偏差：双列圆锥滚子轴承的轴向预紧力控制不当，过紧会加速疲劳剥落，过松则导致游隙超标。

解决路径：

实施激光对中技术，将轧辊轴系同轴度控制在0.02mm以内，消除附加动载荷。

引入油液在线监测系统，实时检测润滑油黏度、水分及金属颗粒含量，建立预警阈值。

采用液压螺母进行预紧力数字化控制，将轴向游隙稳定在0.05-0.10mm范围内。

二、损伤类故障：从微观到宏观的失效演化

典型形态：滚动体表面出现麻点、剥落坑，保持架断裂，内外圈滚道呈现暗灰色烧伤痕迹。

失效机制：

接触疲劳损伤：在交变应力作用下，材料表面萌生微裂纹并逐步扩展，终形成片状剥落。

异物侵入：冷却水中的氧化铁皮或润滑系统中的杂质颗粒，在滚道间形成三体磨粒磨损。

过载冲击：轧制力突变导致轴承瞬时接触应力超过材料屈服极限，引发塑性变形。

应对策略：

选用表面硬化层深度≥1.2mm的渗碳轴承钢，提升抗接触疲劳性能。

在轴承室入口增设双级磁性过滤器，拦截粒径＞50μm的硬质颗粒。

部署轧制力闭环控制系统，将动态负荷波动幅度控制在额定值的±8%以内。

三、系统协同故障：被忽视的关联性风险

现象特征：单个轴承故障往往引发连锁反应，如相邻轴承过早失效、齿轮箱异常噪声等。

深层原因：

轴系刚度不足：支撑结构刚度匹配失衡，导致载荷分布严重不均。

热变形耦合：轴承发热引起的轴向热膨胀，破坏原始预紧状态。

振动传递效应：高频振动通过传动轴传递至齿轮系统，诱发共振。

系统解决方案：

运用有限元分析法优化轴承座结构，将固有频率提升至工作转速的1.5倍以上。

开发温度补偿式轴向定位装置，通过弹性元件自动吸收热膨胀量。

在传动系统关键节点布置振动衰减器，阻断故障振动能量的传播路径。

四、预防性维护体系构建

突破传统“事后维修”模式，需建立三级防护机制：

状态感知层：部署振动、温度、声发射多参数传感器，构建数字孪生模型。

智能诊断层：运用机器学习算法识别故障早期特征，实现劣化趋势预测。

决策支持层：基于LCC（全生命周期成本）分析，制定差异化维护策略。

实践表明，通过实施上述技术方案，某大型钢厂2250mm热轧机组轴承平均使用寿命延长47%，非计划停机率下降62%。这印证了从单点维修向系统管控转型的必要性——唯有将轴承视为轴系、润滑、工艺参数构成的有机整体，才能实现设备效能的本质提升。未来，随着智能传感与边缘计算技术的融合，轧机轴承运维将迈向预测性维护的新阶段。