涂机涂辊轴承改型的分析及应用

康海林

（攀钢集团成都板材有限责任公司，四川 成都 610300）

一、涂机轴承存在的问题

彩色涂层生产线是专门用于对冷轧板、热镀锌板、高铝合金板、不锈钢板等材料表面进行连续漆料涂装的机组装备。攀钢的彩色涂层生产线采用的是两辊式底涂和三辊式精涂正面、两辊式精涂背面的涂敷方式。在进行膜厚控制作业过程中，其他参数都最大优化后，为了获得较薄的干膜厚度，同时减少稀释剂的使用费用，采用增大辊压的方式来控制膜厚，并取得较好的效果。但是同时也带来了一些问题，主要是来自设备方面：精涂机挂料辊、涂辊轴承频繁损坏，对正常生产产生了非常严重的影响。原设计的轴承为带座外球面调心球轴承UCC211，由日本NSK生产，采用增大辊压的工艺后，生产涂料费用下降了，但轴承平均每月消耗12套左右，而主要损坏轴承的辊子只有四根，即占用八套轴承，这使得备件及维修费用增加，并影响产品质量。鉴于这种情况，亟需解决涂辊轴承频繁损坏问题。

二、改进措施

通过记录精涂机背涂辊和面涂辊的压力，得出压力数据，且对比压力数值和轴承损坏频率可以看出，在压力大的时间段内，轴承更换频率相对较高，在压力小的时间段内轴承更换频率相对较低，而且轴承大部分为内圈沿径向断裂。

根据机组运行参数可以做以下计算，得出轴承的理论寿命：设机组运行速度为60m/min，辊速比为1.06，辊径为215mm，可得：辊子转速＝94.2r/min。

已知球轴承UC211的额定动载荷为C=29.2kN，根据轴承寿命计算公式：L10=(C/P)ε，球轴承ε＝3，滚子轴承ε＝10/3。当辊压按原设计压力5～8kN状况下运行时，P=5kN时：L10=(29.2/5)3＝199 176 704（r），相当于连续工作1 468.3天。

而在实际使用中，轴承载荷达到20kN的力，在此工况下，P=20kN时：L10=(29.2/20)3＝3 112 136（r），相当于连续工作22.9天。

因为装配精度等其他各方面的原因，轴承的实际使用寿命只有2～3天。最终决定对该轴承进行换型改造。

根据实际工况，选用如图1所示的结构，即圆锥孔轴承配合紧定衬套、止动垫圈和圆螺母紧固的组合形式，实现轴承在光轴上的定位紧固。轴承型号为21312CK+H312的轴承加紧定衬套。下面进行轴承的理论寿命校核。

图1

轴承21312CK的径向基本额定动载荷C=211kN，根据轴承寿命计算公式：L10=(C/P)ε，21312CK为滚子轴承，ε取10/3，当辊压力20kN时，即P=20kN：L10=(C/P)ε=(211/20)10/3＝2 575 381 265（r），相当于轴承连续工作18 985.77天，即52年。

三、取得的成效

2008年3月完成对背涂挂料辊（钢辊）轴承换型改造后，通过3年的使用，没有发生损坏现象，而且旋转精度及其他性能参数均满足生产工艺要求。

轴承寿命在改造前为2～3天，预计改造后实际平均使用寿命为两年。仅此项轴承消耗节省的经济效益即为近6万元。改造后，背涂提升辊可恢复原较低的位置，使得带钢在背涂辊上的包角达到设计要求，基本可以杜绝因带钢板型不好造成背涂漏涂的缺陷。同时，生产中对漆膜厚度控制调节较简单，通过调整辊压即可，对油漆黏度要求降低，涂料中稀释剂的含量也可适当降低，在不影响产品质量的基础上，有效降低了生产成本。

[1]朱立，徐小连.彩色涂层钢板技术[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2]成大先.机械设计手册（第2卷）[M].北京：化学工业出版社，2002.

[3]机械工业信息研究院，洛阳轴承研究所.轴承[M].北京：机械工业出版社，2003.