特大型柱销式圆柱滚子轴承保持架失效分析

　　前言：柱销式圆柱滚子轴承作为典型的轧机辊径轴承，在给定的安装空间内，相较于其他类型轴承可提供最大的径向承载能力，且具有较低的摩擦系数。为了容纳最多数量的滚动体以提供最佳的径向承载能力，一般将内经400mm以上的四列圆柱轴承的保持架设计为柱销式保持架这种保持架由侧向限位滚动体的两个垫圈以及连接两垫圈并穿过滚子中心的柱销组成。且最终柱销两端与垫片之间一端以氩弧焊焊接固定，另一端以螺纹固定，保持架具有较高的强度。

　　一、受力分析

　　通常我们都认为保持架在滚动轴承中主要起等分滚动体、限制滚动体脱落、提高轴承极限转速的作用，往往忽略了它在运转过程中的受力情况，但实际上保持架同样承受着冲击载荷、交变载荷，尤其是特大型圆柱轴承的柱销式保持架，以下图展开其受力分析。

　　在高速运转时，轧制力通过轧辊传递给轴承内圈然后经过内圈传递到滚动体，再由滚动体传递给保持架，保持架在既公转又自转的滚动体推动下被动运转，又因滚动体与柱销间存在间隙h(1.5-2.5mm)当滚动体快速的经过承载离开承载区时迫使保持架承受冲击载荷及一定剪切力，如焊接存在缺陷或螺纹连接松动都会诱发保持架的失效。

　　二、损坏图片

　　某冷轧厂的同一批次柱销式保持架四列圆柱滚子轴承(共计八套)，其中一套出现上图现象，其中一列滚动体保持架失效，柱销与保持架的垫圈之间断开，造成停机故障，事后对柱销及垫圈做了相关理化试验均合格。随后关键因素逐渐重点排查受力因素，如下图的保持架垫圈，柱销孔磨损扩展变形翻边，从整体上看明显的区别是焊接端，孔的磨损较小，螺纹连接端磨损严重，且孔磨损较大，因此在排除轴承自身隐患的情况下对装配及使用进行了跟踪观察，重点观察螺纹端的一切使用过程及状况。

　　因轴承在机运转一段时间后，需要进行拆机保养、受力区调换、清洗检查等。发现其中一套轴承摆放存在不合理情况，其中一列保持架及滚动体摆放在三个支点上，其余外圈及滚动体(1.9吨)全部压重到最底部的保持架上。

　　判断是因此造成螺纹连接端螺纹出现变形及滑丝的倾向，再次进行上机使用，经过复杂受力，最终导致保持架的柱销与垫圈之间出现松动，最终引发断裂。

　　因此我们应对此类型轴承的摆放、拆装、保养做规范的标准流程。

　　1、严禁滚动体摆放在最下列做支撑作用。

　　2、严格按照未安装前的组装形式摆放。

　　3、使用专用的吊装及拆卸工具经行安装及拆卸。

　　4、严禁两个及两个以下的着力点经行保持架的吊装。