Page 78 - 理化检验-物理分册2024年第五期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202405017

轧机机架辊轴承外圈断裂原因

董登超, 王晓东, 张继明, 杨 浩

[ 江苏省( 沙钢) 钢铁研究院, 张家港215625 ]
摘 要: 某钢厂宽厚板车间机架辊轴承外圈发生断裂事故。采用宏观观察、 化学成分分析、 力学
性能测试、 金相检验、 扫描电镜分析等方法分析了轴承外圈断裂的原因。结果表明: 轴承座发生变
形, 导致轴承发生偏载现象; 轴承滚子受到异常轴向力, 轴承外圈滚道边缘受到滚子的大载荷碾压,
产生应力集中; 轴承外圈材料脆性较大, 使材料形成微裂纹, 裂纹向滚道内部扩展, 最终导致轴承外
圈断裂。

关键词: 轴承外圈; 断裂; GCr15SiMn钢; 脆性; 偏载; 回火马氏体

中图分类号: TB31 ; TG142.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2024 ) 05-0066-04

Reasonsforouterrin g fractureofrollin gmillstandrollbearin g

DONGDen g chao , WANGXiaodon g ZHANGJimin g YANGHao
,
,

[ Jian g suProvince ( Shasteel ) InstituteofResearchofIron&Steel , Zhan gj ia g an g 215625 , China ]

Abstract : Afractureaccidentoccurredontheouterrin goftherollerbearin g inthewideandthickp late

worksho p ofacertainsteel p lant.Thecausesofbearin gouterrin g fracturewereanal y zedusin gmethodssuchas

macrosco p ic observation , chemical com p osition anal y sis , mechanical p erformance testin g , metallo g ra p hic

examinationandscannin g electronmicrosco py anal y sis.Theresultsshowthatthebearin g seatwasdeformed , ledto

p artialloadin g ofthebearin g .Thebearin g rollersweresub j ect edtoabnormalaxialforces , andtheed g eoftheouter

rin g racewa y ofthebearin gwassub j ectedtoheav y loadsfromtherollers , resultin g instressconcentration.The

materialoftheouterrin gofthebearin gwasbrittle , causin g microcrackstoforminthematerial.Thecracks

extendedtowardstheinsideoftheracewa y , ultimatel y ledtothefractureoftheouterrin g ofthebearin g .

Ke y words : be arin g outerrin g ; fracture ; GCr15SiMnsteel ; brittleness ; p artialload ; tem p eredmartensite
机架辊是轧机中配合轧机进行可逆轧制和运送 发生断裂事故, 将其轧机出口处第1根机架辊操作
轧件的部件, 布置在轧机的出口侧和入口侧, 其性能 侧轴承更换后, 该轴承仅使用1个月就发生轴承外
直接影响轧机的质量。机架辊由本体、 卡紧装置和 圈断裂现象。断裂轴承为某型号的双列调心滚子轴
传动装置组成。轴承为传动装置的重要组成部分, 承, 正常情况下能承受轴向和径向双向载荷, 具有调
影响其寿命的因素有材料、 结构、 精度、 安装和密封、 心功能, 能够对轴弯曲变形以及配合面的不对中进
润滑与冷却等 [ 1 ] 。制造轴承的材料要求具有接触疲 行补偿调节 [ 3 ] 。轴承外圈的一般制造工艺为: 备
劳性能良好、 耐磨性高、 韧性好、 尺寸稳定性高等优 料→锻造→球化退火→机械加工→热处理( 淬火+
点 [ 2 ] 。滚动轴承由外圈、 内圈、 滚子和保持架构成, 低温回火) →磨削加工。轴承的更换影响了现场的
其使用、 维护方便, 起动性能好, 在中等运行速率条 生产节奏, 造成了经济损失。笔者采用一系列理化
件下的承载能力较高, 其正常失效形式为疲劳剥落。 检验方法对轴承断裂的原因进行分析, 以避免该类
某钢厂宽厚板车间轧机机架辊轴承短期内多次 问题再次发生。

1 理化检验
收稿日期: 2023-07-10
作者简介: 董登超( 1984- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事钢
铁材料结构表征工作 1.1 宏观形貌
断裂轴承外圈试样取自轧机机架出口处第1根
通信作者: 张继明, j imin g _ zhan g @126.com
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