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特大型柱銷式圓柱滾子軸承保持架失效分析

　　前言：柱銷式圓柱滾子軸承作為典型的軋機(jī)輥徑軸承，在給定的安裝空間內(nèi)，相較于其他類型軸承可提供最大的徑向承載能力，且具有較低的摩擦系數(shù)。為了容納最多數(shù)量的滾動(dòng)體以提供最佳的徑向承載能力，一般將內(nèi)經(jīng)400mm以上的四列圓柱軸承的保持架設(shè)計(jì)為柱銷式保持架這種保持架由側(cè)向限位滾動(dòng)體的兩個(gè)墊圈以及連接兩墊圈并穿過滾子中心的柱銷組成。且最終柱銷兩端與墊片之間一端以氬弧焊焊接固定，另一端以螺紋固定，保持架具有較高的強(qiáng)度。

　　一、受力分析

　　通常我們都認(rèn)為保持架在滾動(dòng)軸承中主要起等分滾動(dòng)體、限制滾動(dòng)體脫落、提高軸承極限轉(zhuǎn)速的作用，往往忽略了它在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的受力情況，但實(shí)際上保持架同樣承受著沖擊載荷、交變載荷，尤其是特大型圓柱軸承的柱銷式保持架，以下圖展開其受力分析。

　　在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軋制力通過軋輥傳遞給軸承內(nèi)圈然后經(jīng)過內(nèi)圈傳遞到滾動(dòng)體，再由滾動(dòng)體傳遞給保持架，保持架在既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的滾動(dòng)體推動(dòng)下被動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，又因滾動(dòng)體與柱銷間存在間隙h(1.5-2.5mm)當(dāng)滾動(dòng)體快速的經(jīng)過承載離開承載區(qū)時(shí)迫使保持架承受沖擊載荷及一定剪切力，如焊接存在缺陷或螺紋連接松動(dòng)都會(huì)誘發(fā)保持架的失效。

　　二、損壞圖片

　　某冷軋廠的同一批次柱銷式保持架四列圓柱滾子軸承(共計(jì)八套)，其中一套出現(xiàn)上圖現(xiàn)象，其中一列滾動(dòng)體保持架失效，柱銷與保持架的墊圈之間斷開，造成停機(jī)故障，事后對(duì)柱銷及墊圈做了相關(guān)理化試驗(yàn)均合格。隨后關(guān)鍵因素逐漸重點(diǎn)排查受力因素，如下圖的保持架墊圈，柱銷孔磨損擴(kuò)展變形翻邊，從整體上看明顯的區(qū)別是焊接端，孔的磨損較小，螺紋連接端磨損嚴(yán)重，且孔磨損較大，因此在排除軸承自身隱患的情況下對(duì)裝配及使用進(jìn)行了跟蹤觀察，重點(diǎn)觀察螺紋端的一切使用過程及狀況。

　　因軸承在機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，需要進(jìn)行拆機(jī)保養(yǎng)、受力區(qū)調(diào)換、清洗檢查等。發(fā)現(xiàn)其中一套軸承擺放存在不合理情況，其中一列保持架及滾動(dòng)體擺放在三個(gè)支點(diǎn)上，其余外圈及滾動(dòng)體(1.9噸)全部壓重到最底部的保持架上。

　　判斷是因此造成螺紋連接端螺紋出現(xiàn)變形及滑絲的傾向，再次進(jìn)行上機(jī)使用，經(jīng)過復(fù)雜受力，最終導(dǎo)致保持架的柱銷與墊圈之間出現(xiàn)松動(dòng)，最終引發(fā)斷裂。

　　因此我們應(yīng)對(duì)此類型軸承的擺放、拆裝、保養(yǎng)做規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)流程。

　　1、嚴(yán)禁滾動(dòng)體擺放在最下列做支撐作用。

　　2、嚴(yán)格按照未安裝前的組裝形式擺放。

　　3、使用專用的吊裝及拆卸工具經(jīng)行安裝及拆卸。

　　4、嚴(yán)禁兩個(gè)及兩個(gè)以下的著力點(diǎn)經(jīng)行保持架的吊裝。