四列圓錐滾子軸承一種用于軋鋼機的角接觸軸承

四列圓錐滾子軸承是一種特殊設(shè)計的角接觸軸承。其多列滾子排列結(jié)構(gòu)可同時承受高徑向載荷和部分軸向載荷，能承受中低轉(zhuǎn)速下的徑向和軸向聯(lián)合載荷 。該軸承內(nèi)徑與軋輥頸采用松配合設(shè)計，便于安裝和拆卸，但需通過螺旋油槽避免滑動蠕變。軸承通常由兩個雙列內(nèi)圈和一個雙列外圈加兩個單列外圈構(gòu)成，比雙列圓錐滾子軸承承受的徑向載荷更大，極限轉(zhuǎn)速稍低。該軸承在設(shè)計中考慮了使用壽命、運行可靠性、耐磨性和密封性能等因素，四個圓錐外圈設(shè)計有助于在全部四列滾子上分布載荷。典型型號如313403C的參數(shù)為外徑710mm、內(nèi)徑1000mm、重量1860KG。幾乎專門用于軋機等工作輥應(yīng)用，主要應(yīng)用于四輥熱軋機、冷軋機的工作輥以及開坯機等場景，其緊湊性可替代額外止推軸承配置。在德國一家厚板軋鋼廠的應(yīng)用中，采用了密封四列圓錐滾子軸承配合專用潤滑脂的應(yīng)用方案。

四列圓錐滾子軸承采用多列圓錐滾子交錯排列設(shè)計，通過增加滾子列數(shù)顯著提升承載能力。該軸承通常由兩個雙列內(nèi)圈和一個雙列外圈加兩個單列外圈構(gòu)成。其內(nèi)圈與軋輥頸采用松配合方式，便于快速安裝和拆卸，但為防止配合間隙引起的滑動蠕變，內(nèi)徑常加工螺旋油槽或在內(nèi)圈側(cè)面設(shè)置油槽以改善潤滑條件。

帶和不帶隔圈的軸承及開式和密封軸承均采用相同的外部尺寸，實現(xiàn)了軸承整體可互換性。經(jīng)優(yōu)化的無隔圈設(shè)計使得滾子、保持架組件和密封可拆卸和分離，便于安裝、拆卸和維護檢查。

該軸承可同時承受軋制過程中產(chǎn)生的徑向力和部分軸向力，無需額外配置止推軸承，使軋機主機結(jié)構(gòu)更加緊湊。截至2025年，典型型號如313403C的參數(shù)為外徑710mm、內(nèi)徑1000mm、重量1860KG。

四列圓錐滾子軸承由兩個雙列內(nèi)圈和一個雙列外圈加兩個單列外圈構(gòu)成。當用在軋鋼機軋輥上時，一般在軸承配置中不需要另外的推力軸承，軸頸可相對較短，并且軋輥兩側(cè)的軸承座可采用相同設(shè)計。軸承在軋輥軸頸上可采用松配合，實現(xiàn)快速更換軋輥，并且在軸承內(nèi)圈孔中設(shè)置螺旋槽，或在內(nèi)圈側(cè)面設(shè)置油槽，把潤滑劑送到內(nèi)圈和基座的接觸表面上，能夠在一定程度上減少因松配合內(nèi)徑對其基座產(chǎn)生的磨損。

軸承的安裝必須在干燥、清潔的環(huán)境條件下進行。安裝前應(yīng)仔細檢查軸和外殼的配合表面、凸肩的端面、溝槽和連接表面的加工質(zhì)量，所有配合連接的表面必須仔細清洗并除去毛刺。軸承安裝前應(yīng)先用汽油或煤油清洗干凈，干燥后使用，并保證良好潤滑。軸承安裝時，必須在套圈端面的圓周上施加均等的壓力，將套圈壓入，不得用鎯頭等工具直接敲擊軸承端面。當過盈量較大時，可采用油浴加熱或感應(yīng)器加熱軸承方法來安裝，加熱溫度范圍為80℃-100℃，最高不能超過120℃。軸承安裝后應(yīng)進行旋轉(zhuǎn)試驗，首先用手旋轉(zhuǎn)軸或軸承箱，若無異常，便以動力進行無負荷、低速運轉(zhuǎn)，然后視運轉(zhuǎn)情況逐步提高旋轉(zhuǎn)速度及負荷，并檢測噪音、振動及溫升。

SIAIF軸承采用特定鋼材，并經(jīng)過熱處理。滾子和滾道接觸面的表面光潔度經(jīng)過處理，有助于形成潤滑油膜。其密封設(shè)計旨在提供防護，減少外部污染進入，同時降低摩擦和摩擦生熱，該設(shè)計也有助于保存潤滑劑。其內(nèi)部設(shè)計采用了緊湊型密封。

在實際應(yīng)用中，軸承失效可能與安裝、維護不當有關(guān)。針對某鋼廠穿孔機用特大型四列圓錐滾子軸承的失效分析表明，安裝時中外圈的傾斜導致了軸承各列游隙不均，使其中一列受力過大最終失效；尺寸變形因安裝拆卸時對軸承的加熱冷卻措施不當所致；裂紋為大擋邊與滾子端面劇烈摩擦發(fā)熱所致。這提示在多列軸承安裝時需特別注意對各列游隙的均勻控制，并規(guī)范加熱冷卻操作。

四列圓錐滾子軸承幾乎專門用于軋機的工作輥設(shè)備應(yīng)用。

主要應(yīng)用于軋機軸承配置中用于承受徑向和軸向載荷，無需額外配置止推軸承，使主機結(jié)構(gòu)更加緊湊，這使得軸頸可相對較短，且軋輥兩側(cè)軸承座可采用相同設(shè)計的軋鋼場景：

1.四輥熱軋機與冷軋機的工作輥支撐

2.鋼梁軋機及開坯機的軋輥配置

3.低速至中速軋鋼機的軸承系統(tǒng)

四列圓錐滾子軸承具有使用壽命長、運行可靠性高和耐磨性好的特點。四個圓錐外圈設(shè)計可在全部四列滾子上提供均勻的載荷分布，從而延長使用壽命。滾子和滾道接觸面的表面光潔度經(jīng)過優(yōu)化，有利于形成液動潤滑油膜，提高了運行可靠性。部分軸承采用純凈和均勻的鋼材并經(jīng)過特殊熱處理，以提高耐磨性。

其密封設(shè)計經(jīng)優(yōu)化，能有效防止外部污染進入，降低摩擦和摩擦生熱，并能更好地保存潤滑劑，減少對環(huán)境的影響并降低維護成本。經(jīng)優(yōu)化的緊湊型密封設(shè)計實現(xiàn)了相同的內(nèi)部設(shè)計，使密封軸承和開式軸承具有相同的負載能力。帶和不帶隔圈的軸承及開式和密封軸承采用相同的外部尺寸，實現(xiàn)了軸承的完全互換性。此外，經(jīng)優(yōu)化的無隔圈設(shè)計便于拆卸和分離滾子、保持架組件及密封，有助于安裝、拆卸和例行維護檢查 。

四列圓錐滾子軸承能承受中低轉(zhuǎn)速下的徑向和軸向聯(lián)合載荷，其設(shè)計幾乎專門用于工作輥應(yīng)用。

具體型號示例

以BT4-8204 E1/C475型號為例，其孔徑為360 mm，外徑為480 mm，總寬度為320 mm，基本額定動負荷為4000 kN，基本額定靜負荷為8000 kN，重量為158 kg，SIAIF性能等級為SIAIF Explorer，新產(chǎn)品碳足跡指標為569 kg CO2e。

應(yīng)用案例

厚板鋼廠在現(xiàn)代化改造，采用密封四列圓錐滾子軸承和潤滑脂解決方案后，軸承使用壽命有所提升，并實現(xiàn)了成本節(jié)約。

SIAIF系列四列圓錐滾子軸承采用純凈鋼材制成并經(jīng)過特殊熱處理，以提高耐磨性。江蘇魯岳軸承制造有限公司生產(chǎn)四列圓錐滾子軸承，產(chǎn)品應(yīng)用于冶金等領(lǐng)域。

相較于同類型六列圓柱滾子軸承，四列圓錐滾子軸承具有更低的摩擦系數(shù)和更高的軸向載荷承載能力，但徑向載荷能力略低于前者。