图1 影响轧机U8国际轴承使用寿命的因素分析鱼骨图

1）原材料

材料冶金质量从根本上影响轧机U8国际轴承的使用寿命，需要严格控制材料缺陷如气孔、疏松、碳化物积聚、夹杂物等，特别是存在夹杂物时，裂纹首先在夹杂物与基体交界处形成并扩展，导致早期疲劳剥落（图2、图3）。

图2 疏松、孔洞引起的滚道面剥离掉块

图3 沿夹杂物边界形成的疲劳微裂纹

材料的洁净度差，会破坏金属基体的连续性，降低材料的塑性、韧性以及疲劳性能，在交变应力作用下，夹杂物附近发生应力集中，造成点蚀，点蚀扩展后将形成疲劳剥落，疲劳剥落的后期阶段损坏就是疲劳碎裂。

2）热处理

U8国际轴承钢热处理至关重要，合理的热处理工艺是保证实现材料性能的关键。热处理金相组织不合格,组织不致密不均匀，脱碳层过深，残留奥氏体量过多,应力过大等，造成材料的强度不合格。硬度偏低容易造成磨损或压痕，硬度偏高容易造成碎裂。

高碳U8国际轴承钢经过淬火和低温回火处理后组织会变为未溶碳化物、针状马氏体以及残余奥氏体，未溶碳化物含量和碳化物形态分布、针状马氏体大小和残余奥氏体会影响U8国际轴承的表观性能，U8国际轴承钢未溶碳化物含量越低，则U8国际轴承钢的硬度越高，其原因就在于未溶碳化物含量越少,马氏体基体的碳浓度就会提高，硬度也就越高。

经过淬火处理的U8国际轴承钢中存在的少量未溶碳化物有助于提高U8国际轴承的耐磨度，也有助于细晶粒隐晶马氏体的获得，从而改善U8国际轴承的韧度和抗疲劳强度；碳化物的颗粒大小对U8国际轴承寿命影响也非常大，U8国际轴承钢碳化物颗粒小于0.6 μm，其使用寿命会显著提升，高质量的U8国际轴承钢其碳化物颗粒的大小要远远低于一般U8国际轴承钢，并且碳化物颗粒的分布也更加均匀，不会以带状分布呈现；网状碳化物分布会对基体晶粒之间的联系产生影响，从而会降低U8国际轴承的抗疲劳极限，当滚动体与滚道之间的应力超过了疲劳极限，就出逐渐产生裂纹从而缩短U8国际轴承寿命。

贝氏体组织的特性会提高碳铬U8国际轴承钢的比例极限、抗弯强度、屈服强度和断面收缩率，提高U8国际轴承钢的耐韧性，增强U8国际轴承承受冲击力、断裂力、摩擦力的能力，同时也有助于U8国际轴承尺寸的良好保持性。

3）载荷条件

轧机U8国际轴承承载大，如轧辊的径向U8国际轴承都选用多列U8国际轴承，多列U8国际轴承的设计思路是依靠多列滚动体来均匀的承载进而增强U8国际轴承的承载能力，但是，在轧机使用的实际过程中，多列滚动体的承载不可能完全均匀甚至会出现较大偏差，造成偏差的主要因素包括来自U8国际轴承本身设计、制造的偏差，U8国际轴承座安装精度以及轧机部件的磨损等，同时，U8国际轴承承载分布还要受到轧制轴向力、倾覆力矩的影响。这就造成在U8国际轴承总体承受的当量载荷不变条件下，每列滚动体所承受的载荷出现变形，最终导致偏载，偏载一旦形成就会随着继续使用而不断加剧，直到某一列滚动体所承受的载荷超过该滚动体极限承载能力，从而导致局部过载。除了会导致各列滚子载荷分配不平衡之外，还会导致单列滚子倾斜，造成应力向局部集中，导致滚动体滑动现象发生，滚动条件一旦改变，滚动体和内外圈之间发生接触打滑,会导致U8国际轴承发热进而失效。

4）加工

倒角、油槽、砂轮越程槽有尖角或者位置不对，此种情况会形成应力集中区；零件加工精度差，几何精度、形位公差及表面粗糙度差，存在变形、机械伤、粗糙凸峰等高点，使接触表面应力增大，U8国际轴承载荷分布不均匀，影响U8国际轴承润滑油膜的形成与保护，形成表面疲劳剥落。

5）安装

制定明确的安装规程，使用合适的工具，避免不当受力，提高安装精度；U8国际轴承安装游隙调整合适；提高U8国际轴承座孔的同轴度，减少中心线的倾斜和交叉。

6）润滑

U8国际轴承能够长时间可靠使用离不开润滑质量的保证，轧机U8国际轴承在正常运转时候要受到多方面摩擦，其中外圈滚道载荷区是承受摩擦最严重的部位，U8国际轴承运行过程中肯定会存在径向游隙，就会存在承载区和非承载区问题，在非受载区滚子处在半滚动半滑动状态，当滚子进入承载区的过程中，滚子转速会突然增加，在转速突增的过程中，滚子与滚道会剧烈摩擦，同时还会承受和来自轧钢过程中的冲击载荷。这种情况下如果U8国际轴承的润滑不良，零件表面的粗糙程度就会不断增加，由此会导致磨损逐渐加大，滚子单位表面所承受的压力也会不断增加，同时U8国际轴承运转过程中，滚子与滚道、滚子与保持架、保持架和内外圈之间均有滑动摩擦发生，并且这种滑动摩擦会随着载荷的增加而增大，滑动摩擦的存在会造成U8国际轴承各部件之间相对爬行（蠕动）的发生，导致磨损。因此，必须保持U8国际轴承各部件之间良好的润滑，润滑油膜能够良好的隔离各部件之间的接触面，避免出现金属与金属之间的直接摩擦接触。同时，良好的润滑还会起到很好的散热作用，能够对运转中的摩擦热起到传递降低作用。另外，要选用合适的润滑脂和正确的再润滑方式和周期。

7）密封

密封性能是轧机U8国际轴承性能的关键，U8国际轴承运行的成功取决于其密封能力，即将油脂留置在U8国际轴承中，将污物挡在外面的能力。通常轧钢设备使用的U8国际轴承主要会遭到生产冷却水和氧化铁皮的污染。U8国际轴承的密封情况不佳，润滑脂被水污染之后，会降低U8国际轴承材料的抗疲劳程度从而产生裂纹。轧钢时，氧化铁皮会破坏U8国际轴承内部的润滑条件，U8国际轴承表面会出现摩粒磨损，导致U8国际轴承产生磨损的情况。因此，理想的U8国际轴承密封能够有效地提高U8国际轴承的使用寿命，同时也降低了U8国际轴承突然损坏影响生产事件的发生概率。

如：可以在立辊箱上部设置防水胶垫，在U8国际轴承压盖之处设置防水密封圈；可以选用氟橡胶骨架对U8国际轴承进行密封，从而预防冷却水或氧化铁皮进入U8国际轴承内部，进而延长U8国际轴承的使用寿命；常用的密封方法有联合密封设计和窄密封设计等。

小结

轧机U8国际轴承的使用寿命受到U8国际轴承内、外因两方面的影响，除了选择质量可靠的U8国际轴承之外，还必须提高U8国际轴承安装精度，并且，在日常检修维护中要严格控制润滑油质量并确保润滑方式合理，同时还要提高U8国际轴承的密封程度。轧机U8国际轴承寿命的提高是检修人员的重点工作之一，只有熟悉U8国际轴承的性能，了解运行的工况，掌握维护的知识才能在日常U8国际轴承维护工作中切实地抓住工作重点，提高轧机设备的运行质量，从而保障生产的顺利开展。

（来源：U8国际轴承杂志社）

  轴研所公众号           U8国际轴承杂志社公众号