D0L:10.13374/.issn1001-053x.2011.04.009 第33卷第4期 北京科技大学学报 Vol.33 No.4 2011年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2011 连轧机万向接轴集油盒损坏机理 闫晓强)函 牛立新)黄森” 朱广宏周杰) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)马鞍山钢铁股份有限公司，马鞍山243000 ☒通信作者，E-mail:yxqzhw@263.net 摘要运用遥测系统对轧机扭振和轴向振动做了现场综合测试和信号分析，利用ANSYS软件中谐响应模块进行计算机仿 真研究.结果表明：轧机万向接轴轴向振动导致了万向接轴上的集油盒轴承频繁损坏，同时发现集油盒轴承的轴向振动是由 电机轴的扭振产生的，即万向接轴的轴向振动是由主传动系统的扭振引发的.通过改进集油盒轴承结构，使轴向振动承载能 力提高，大大延长了集油盒轴承的使用寿命。 关键词连轧机：轴承：失效分析：振动：仿真 分类号TG333 Damage mechanism of the oil collecting box on the drive spindle of a rolling mill YAN Xiao-qiang,NIU Li-xin,HUANG Sen.ZHU Guang-hong?.ZHOU Jie 1)School of Mechanical Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Maanshan Iron Steel Co.Ltd..Maanshan 243000.China Corresponding author,E-mail:yxqzhw@263.net ABSTRACT An acceleration telemetry system was used to make the integrated test and signal analysis of torsional vibration and axial vibration in a rolling mill.A computer simulation of the vibrations was carried out with the harmonic response module in ANSYS soft- ware.It is shown that the axial vibration of the drive spindle causes the frequent damage of the oil collecting box,and the reason for the axial vibration of the oil collecting box is the torsional vibration of the motor shaft,meaning that the axial vibration of the drive spindle is due to the torsional vibration of the mill's drive system.Through improving the structure of the oil collecting box,the carrying ca- pacity of axial vibration is increased a lot and the service life of the oil collecting box is prolonged dramatically. KEY WORDS rolling mills;bearings;failure analysis;vibrations;simulation 某2250热连轧轧机于2007年9月投产，年生 产能力设计为550万t.随着产量的不断提高，F5、 F6和F门轧机主传动系统的集油盒轴承经常发生损 坏，平均每2~3月更换一次，远远小于设计寿命. 不仅增加了备件费用和停产更换时间，而且加大了 1一弧形齿接手：2一轴向连接环：3一外圈轴向挡板：4一内圈轴承 生产成本.许多学者单纯从润滑角度对轴承影响以 座：5一轴承：6一外圈轴承座：7一内圈轴向挡板 及弧形齿接轴不对中造成的偏摆振动、齿轮箱轮齿 图1集油盒与弧形接手的装配结构 啮合激振寻找其损坏的根源山， Fig.I Assembling structure of the oil collecting box and the curved 集油盒是安装在靠近轧机主传动系统中弧形齿 teeth coupling 万向接轴轧辊侧，用于弧形齿的润滑供油和回油收 接手一起转动，外圈轴承座6与轴承外圈过盈配合 集装置.该装置是由五个零件构成的组件，其中轴 并由挡板固定，这样润滑油通过集油盒零件6进入 承起到回转作用，其余四个零件充当集油盒轴承的 并沿管道流回废油池. 轴承座.图1中零件2一端与弧形齿接手相连，另 轧机振动是世界范围内轧制领域研究的难题， 一端与轴承的内圈轴承座相连，这样轴承的内圈与 轧机振动表现形式多种多样2)，主要可以分为工 收稿日期：2010-0604第 33 卷 第 4 期 2011 年 4 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 No． 4 Apr． 2011 连轧机万向接轴集油盒损坏机理 闫晓强1)  牛立新1) 黄 森1) 朱广宏2) 周 杰2) 1) 北京科技大学机械工程学院，北京 100083 2) 马鞍山钢铁股份有限公司，马鞍山 243000  通信作者，E-mail: yxqzhw@ 263． net 摘 要 运用遥测系统对轧机扭振和轴向振动做了现场综合测试和信号分析，利用 ANSYS 软件中谐响应模块进行计算机仿 真研究． 结果表明: 轧机万向接轴轴向振动导致了万向接轴上的集油盒轴承频繁损坏，同时发现集油盒轴承的轴向振动是由 电机轴的扭振产生的，即万向接轴的轴向振动是由主传动系统的扭振引发的． 通过改进集油盒轴承结构，使轴向振动承载能 力提高，大大延长了集油盒轴承的使用寿命． 关键词 连轧机; 轴承; 失效分析; 振动; 仿真 分类号 TG333 Damage mechanism of the oil collecting box on the drive spindle of a rolling mill YAN Xiao-qiang1)  ，NIU Li-xin1) ，HUANG Sen1) ，ZHU Guang-hong2) ，ZHOU Jie 2) 1) School of Mechanical Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Maanshan Iron ＆ Steel Co． Ltd． ，Maanshan 243000，China  Corresponding author，E-mail: yxqzhw@ 263． net ABSTRACT An acceleration telemetry system was used to make the integrated test and signal analysis of torsional vibration and axial vibration in a rolling mill． A computer simulation of the vibrations was carried out with the harmonic response module in ANSYS soft￾ware． It is shown that the axial vibration of the drive spindle causes the frequent damage of the oil collecting box，and the reason for the axial vibration of the oil collecting box is the torsional vibration of the motor shaft，meaning that the axial vibration of the drive spindle is due to the torsional vibration of the mill’s drive system． Through improving the structure of the oil collecting box，the carrying ca￾pacity of axial vibration is increased a lot and the service life of the oil collecting box is prolonged dramatically． KEY WORDS rolling mills; bearings; failure analysis; vibrations; simulation 收稿日期: 2010--06--04 某 2250 热连轧轧机于 2007 年 9 月投产，年生 产能力设计为 550 万 t． 随着产量的不断提高，F5、 F6 和 F7 轧机主传动系统的集油盒轴承经常发生损 坏，平均每 2 ～ 3 月更换一次，远远小于设计寿命． 不仅增加了备件费用和停产更换时间，而且加大了 生产成本． 许多学者单纯从润滑角度对轴承影响以 及弧形齿接轴不对中造成的偏摆振动、齿轮箱轮齿 啮合激振寻找其损坏的根源［1］． 集油盒是安装在靠近轧机主传动系统中弧形齿 万向接轴轧辊侧，用于弧形齿的润滑供油和回油收 集装置． 该装置是由五个零件构成的组件，其中轴 承起到回转作用，其余四个零件充当集油盒轴承的 轴承座． 图 1 中零件 2 一端与弧形齿接手相连，另 一端与轴承的内圈轴承座相连，这样轴承的内圈与 图 1 集油盒与弧形接手的装配结构 Fig． 1 Assembling structure of the oil collecting box and the curved teeth coupling 接手一起转动，外圈轴承座 6 与轴承外圈过盈配合 并由挡板固定，这样润滑油通过集油盒零件 6 进入 并沿管道流回废油池． 轧机振动是世界范围内轧制领域研究的难题， 轧机振动表现形式多种多样［2--3］，主要可以分为工 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.04.009