關鍵詞：四列圓柱滾子軸承; 徑向游隙; 軸承配合; 極限轉速; 選用要點軋機用四列圓柱滾子軸承工作條件惡劣，重載、大沖擊、高速，計算壽命短，而其實際壽命又與使用和維護密切相關，若使用和維護不當，則實際壽命更短。本文擬定徑向游隙的選用、與輥頸和外殼的配合、極限轉速的修正作為軋機用四列圓柱滾子軸承的選用要點加以闡述，從而合理選用軸承提高其壽命。另外，此類軸承為了滿足互換性，規范 “滾子總體內徑 (FW)”就成了四 列圓柱滾子軸承另一個選用要點，本文一并論述。現代化軋機對軋輥軸承的重載、高速、高精度和耐沖擊等基本性能的要求，使得徑向游隙這一具有密切影響的因素在四列圓柱滾子軸承的應用特性設計中占有重要的位置。 一般按軸承的安裝使用狀態，將徑向游隙分為理論游隙S0和工作游隙S。軸承疲勞壽命與工作 游隙S的關系見圖1。從中可以看出，當工作游隙S為微負值時，軸承的疲勞壽命較長，但隨著負游隙的增大，疲勞壽命顯著下降，因此選擇軸承游隙時，一般使工作游隙S為零或略為正值。 重載與高精度時，一般要求軸承徑向游隙盡可能??；而高速、耐沖擊以及易于換輥等，則要求軸承應以較大游隙相適應，因此必須在綜合考慮基礎上對軸承游隙進行合理選用。軋機用四列圓柱滾子軸承游隙選用可按下列三種情況處理：
在給定安裝與工況條件下, 分別計算內圈與輥頸、外圈與外殼過盈配合引起的游隙減小量Sf；內圈、滾子與外圈溫差引起的游隙減量St；負荷作用下引起的游隙增量SF (由于數值較小一般不予考慮)。若軸承較佳工作游隙為S，則軸承的理論游隙S0=S+Sf+St，參照相關標準或規范, 取較接近的游隙組即可確定軸承的設計游隙范圍。
對于要求軋材精度較高的帶材、箔材軋機，軸承內圈多以內滾道僅經過初磨加工的半成品交貨，然后熱裝到輥頸上和輥體一起修磨，以保證軸承內圈與軋輥具有嚴格一致的形位公差，從而獲得精確的旋轉精度。內圈滾道修磨量一般推薦 為0.2～0.4 mm。對于正常負荷和轉速下的一般軋機軸承，通常取第3組或第4組游隙，經驗證明其具有較寬的 使用性。選擇軸承配合時, 需要考慮多個方面: 負荷的性質和大小、運轉時溫度分布、安裝和拆卸方法等?？偟脑瓌t是：承受旋轉負荷的套圈需要過盈配合，否則可采用間隙配合。由于內圈在徑向負荷作用下既有壓縮又有所伸展，周長趨于微小增加，從而引起配合過盈量減小。為此當徑向負荷為重負荷時配合必須比輕負荷時更緊, 若是沖擊負荷應選比重負荷更緊配合 (注：一般規定，Pr/Cr≤0.06為輕負荷, 0.06<Pr/Cr≤0.12為一般負荷，Pr/Cr>0.12為重負荷，其中Cr為徑向額定動負荷，Pr為徑向當量動負荷)。文獻2推薦的配合見表1。 四列圓柱滾子軸承在工作中要承受很大的沖擊負荷，為不使軸承內徑與輥頸之間產生爬行，必須采用較大的過盈配合，軸承內圈會膨脹而產生應力。當應力過大時，套圈甚至會破裂。
作為參考值，選取軸承內圈配合較大過盈量不超過輥頸的1/1000，或配合引起的軸承內部較大計算應力值σ≤120MPa (軸承材料為高碳鉻鋼即全淬鋼)。當σ值較大時，軸承全部(內、外圈及滾子) 至少內圈采用滲碳鋼，其"σ#=274 MPa，這樣可以有效防止內圈因配合應力過大而產生裂紋，或防止裂紋繼續擴展。同樣，基于以上原因國外軋輥軸承的內外圈和滾子絕大多數都采用滲碳鋼，雖然少數廠家生產的軋輥軸承不全部采用滲碳鋼，但內圈必定采用滲碳鋼。
軸承的極限轉速主要受到軸承內部摩擦發熱引起的溫升的限制，當轉速超過某一界限后，軸承會因燒傷失效，極限轉速正是指不產生導致燒傷的摩擦并可連續旋轉的界限值。因此，軸承的極限轉速取決于軸承的尺寸、精度、負荷條件、潤滑方式、潤滑劑的品質和填充量等諸多因素。軋機用四列圓柱滾子軸承的工況常常不滿足 C/P≥13 (注：C為額定動負荷，P為當量動負荷)，由于其所受軸向負荷Fa=0，應按下面公式對極限轉速進行修正:na=f1×n 式中，na—修正后極限轉速 (r/rpm)；f1—與負荷條 件有關的系數 (見圖2)；
n—樣本中所列軸承的極限轉速 (r/rpm)。另外，潤滑劑根據其種類和牌號的不同，其性能各有差異，因此若實際轉速超過樣本上所列極限轉速的80%，應與軸承生產廠家具體協商后選擇較合適的潤滑劑。
軋機在工作時，為了保證軋材精度需要經常換輥修磨，這就要求所用四列圓柱滾子軸承必須內圈可分離且具有互換性，因此，“滾子總體內(FW)”就與軸承外形尺寸一起，成為軸承基本尺寸，如圖3所示。
從圖中可以看出，“滾子總體內徑 (FW)”是作為互換性的配合尺寸以 “基孔制”形式出現，不僅應有規范尺寸，還應有正向公差要求。雖然 部標JB/T 5389.1中對FW取值作了規定，但系按自由尺寸處理沒有公差要求。實際生產中則更為混亂，工作現場常常會發現不同生產企業提供的同一型號軸承，其 “滾子總體內徑 (FW)”互不相同，以致于用戶不得不將裝有內圈的軋輥和裝有外圈的箱座分別對應編號，各軋輥只能對號入座，不能相互通用，給用戶造成不必要的麻煩。為此，在軸承選型初期應確認FW，并作為外形尺寸提出公差要求。根據文獻1，FW公差見表2。
以上闡述的只是軋機用四列圓柱滾子軸承的四個選用要點，對于各不相同的工況還有一些比較特殊的要求，需具體問題具體分析?？傊?，合理選用軸承是提高軸承壽命的一個重要環節。
注：本文來源一重集團大連設計研究院高級工程師，由軋機軸承整理發布，版權歸原作者所有，未經授權，不得轉載。
