摘　要：目前国内不少厂家为了有效的提高车速和产量选择了对已有的纸机进行改造。但改造后，纸机可能会存在一些问题，如本文中所讨论的如何确保烘缸轴承在车速提高后寿命的提高，这对实际生产是十分有意义的。

　　关键词：纸机；烘缸；轴承

　　0　引言

　　随着市场需求的不断变化，造纸机技术也日新月移地朝着高速、宽幅的方向发展。如国内某公司目前制造的长网多缸板纸机，已将车速提高到1800m/min，成纸宽度7310mm，然而对变化于130℃到200℃之间的蒸汽温度的烘缸轴承，速度提高、纸幅加宽后温度常常对其寿命构成威胁，如何采用正确的应对措施增长工作时间，减少停机时间以及增加产量，提高质量是我们应该引起重视的，并且不可回避的课题，值得探讨。

　　1.烘缸轴颈、轴承座对轴承寿命的影响

　　在目前的轴颈设计中，通常采用轴承直接安装在退卸套上，这种型式优点是装拆方便，但也存在明显的不足，即退卸套加工要求较高。安装后由于轴颈、退套、轴承座加工形状的存在叠加同轴度的误差，而这种误差虽然在低速门幅小的纸机中影响不大，但对于高速宽幅纸机，由于受载荷及温度等影响，而可能降低轴承寿命引起轴承过早失效，所以在宽幅纸机中拟选用锥形轴颈在保证缸面与轴颈同轴度的要求下，Z低限度降低烘缸轴颈对轴承的影响，目前我们制造的φ1830×5950烘缸的轴颈就采用锥形轴颈。轴承座尺寸公差通常选用H7。

　　2.烘缸轴颈隔热以改善轴承的工作环境

　　蒸汽加热的旋转烘缸提供水分蒸发的能量，通过热传导，这个能量通过烘缸壁传导到纸机中，经过烘缸的烘干之后，纸张中的水分从大约压榨后60%降低到出烘干部约为5%，在这过程中烘缸缸体内将通入饱和蒸汽，一定压力下的蒸汽只有一种温度，而这种饱和蒸汽的温度，通过轴颈传递到轴承上。以国外的资料表明转速为130r/min油流量为2L/min，在起动阶段使用180℃的过热蒸汽，连续工作时用130℃的饱和蒸汽，在起动后15分钟内轴承内圈的温度可达到109℃，外圈的温度为57%，连续工作时，内圈的温度为107℃，外圈的温度为86℃。由于温度的效应关系，在轴颈没有隔热措施的情况下，在起动阶段，较热的轴颈因受热膨胀而撑涨内圈，使安装后的切向应力增加，加上初安装时因预紧所承受的切向应力，极易因疲劳损坏而导致轴承内外圈断裂的风险，所以轴颈隔热无异是改善轴承工作环境的一种积极有效的措施。从我公司引进技术的资料可发现，国外已经在这方面有比较成熟的技术经验，可资我们借鉴。主要有隔热套隔热端面隔热或隔热套与端面同时隔热。

　　隔热套隔热即把热源与轴承隔开。用钢管输送蒸汽，管道与轴颈间的空气提供了非常有效的隔热，因大部分热量是通过辐射和对流散逸的，所以这种隔热相对来说不受间隙厚度的影响，其结构为隔热套一端固定于烘缸盖内侧，而另一端密封却需要沿轴向移动，这是因为隔热套与轴颈受温度变化其热膨胀效应不同而引起的。但要在受高温蒸汽下密封材料选择如何密封致关重要。我认为比较有效的方法可采用膨胀石墨材料+弹簧的结构。当材料易损后可借用弹簧之力作适当的调整。隔热区有通气孔，以便泄漏时有所警觉，其形式为由一个机加工通气孔将隔热空气带与周围空气相连。选用轴颈隔热套隔热后按国外资料记载，在起动后15分钟内轴承内圈的温度达到77℃，外圈的温度为55℃，连续工作时，内圈的温度为83℃，外圈的温度为74℃。即内圈的降温效果极其明显。 

　　端面隔热即采用具有良好隔热性能的抗蒸汽的热阻材料作隔热层，不含石面成份的隔热材料其热传导系数应在0.25W/M℃左右，轴颈端面隔热可使温度降低5℃～8℃。

　　隔热套与端面同时隔热即完全隔热，资料显示在起动后15分钟内轴承内圈的温度达到70℃，外圈的温度为54℃，连续工作时，内圈的温度为77℃，外圈的温度为72℃。通过对比完全隔热可有效地改善轴承工作条件消除了预紧力和切向应力的风险。连续工作时，轴颈与轴承内外圈的温度几乎相同，避免了额外应力的产生和内部游隙的变动，在轴承以外的范围内获得一个较均匀的温度分布，轴颈全长的温度较为恒定，避免了轴座的热感应圆锥变形。 

　　3.轴承径向游隙的选取合理性对轴承寿命的影响

　　在以前我们对烘缸轴承的径向间隙认识不足，一般情况下按照C3选取，但实际上造纸机在全国分布范围很广，地域环境温度差别很大，加工烘缸因其工作压力的不同，饱和蒸汽的温度也有差别，而且在气罩的型式上有密闭气罩，半密闭气罩和开放式气罩三类。造纸烘缸轴承内部温度的差异，同时必须要考虑到纸机起动时轴承游隙与正常生产时的游隙，通常在起动时，由于轴、退卸套和轴承座的形状误差，游隙会不够，而正常工作是嫌太大。这两种情况下，轴承寿命却会缩短，另外，由于在工作时轴颈的温度高于内圈，安装在锥形轴颈上内圈之周向应力增加，使轴承的外圈与内圈，轴颈的温度有差别，轴承的径向游隙变小或消失，而且目前我们国内的造纸机制造单位对轴颈均未采用隔热装置，所以大大增加了轴承在诸多因素下轴承失效的可能性。如某厂制造的3150纸机由于没有对当地的环境因素造成的温度考虑不周，在轴承游隙的选择上按以往的经验，结果在纸机运转后，轴承游隙过小，加上温度等各种综合因素，因游隙消失，造成滚 剥落，轴承碎裂。当调换轴承游隙由C3调到C4后，经改进后目前工作情况良好，所以为了避免轴承损坏正确地选择轴承径向游隙十分重要。 

　　主要考虑的是∶ 

　　（1）正常工作游隙应在0.2mm～0.4mm之间； 

　　（2）控制轴承的预紧力，  的预紧力对提高轴承的寿命是有益的。用机电压注法采用这种方法是用压力将机油注入轴承内孔与轴颈座之间，再用液压螺母将轴承顶到锥形座套上去以避免人工安装时预紧力无法控制； 

　　（3）对轴颈与轴承座的不圆度控制在0.05以内； 

　　（4）在更换轴承时，必须保证机械起动时轴承的径向游隙大于形状误差的总和；

　　（5）要充分考虑地域环境，纸机烘干形式对轴承寿命的影响。 

　　4.润滑对轴承的影响

　　造纸机械烘缸中的滚动轴承的工作环境相当恶劣，除了以上三个方面对轴承寿命造成影响外，由于高温的存在，对于轴承的要求十分之高。为了提高产量采取提高蒸汽温度，加快运转速度，将设备封闭隔热及缩短起动时间等措施，在烘缸轴轴上普遍采用循环油润滑。所以有必要通过精心设计和选择适当的润滑，尽可能改善轴承的工作条件，首先可以增加循环油量，油的热传递系数与速度相关，若速度低时，通过轴承的油只能带走少量的热能，通常情况下，烘缸轴承取Q=2～3L/min为好，因此流量在3L/min以上，再增加流量降温的效果就不十分明显了，其次润滑油的粘度的选取正确与否也决定着轴承的工作条件。高温引致油粘度降低，若没有较高的转速作补偿，润滑将不会令人满意。为了得到期望的轴承寿命，必须建立起足够厚度的油膜，使滚体与滚道分离油膜厚度可简单表示为： 

　　h≌V●U

　　式中油粘度和轴承圈转速可决定油膜厚度。

　　5.结论

　　综合以上的四个方面的论述，可以看出在恶劣的工作条件下工作的造纸机烘干部烘缸轴承可通过改善安装形式，有效的轴颈隔热，合理地选择轴承游隙，以及适当的选择循环油控制流量等方法，可以改善轴承工作条件延长其寿命，除此以外，轴承座因安装不当，或油液中渗入杂质都会促使轴承失效，再着隔热装置损坏或隔热设计不当，若是由于隔热不当在隔热套和轴颈孔之间有冷凝水产生，这时热传递条件与轴颈不隔热时几乎相同，形同虚设。只要我们处理得当引起重视，烘缸轴承寿命一定会在现有的基础上提高，为造纸机械向更高、更快、更宽幅的方面发展打下结实的基础。