中鋼軸承管理

中鋼推動軸承管理，成立軸承教室全面提升、精進各層級維護人員的軸承維 護與管理知能，以及每月例行檢討全廠軸承耗用成本之目標管理；設備技術組提 供軸承應用技術支援與服務；中心倉庫執行軸承庫存管理與購用規範諮詢服務。

2001 年如期達成減降全廠軸承費用成本 20% 的預定目標，2002 年全廠軸承費 用持續下降，由連續前四年每噸鋼的軸承耗用費率 13.4 元/噸降減為 9.6 元/噸 的新低紀錄。2004、2005 年以來國際軸承價格大漲，中鋼軸承耗用費率因之回 到原點。

本研究擬以中鋼軸承管理推動為主軸，探討中鋼推動軸承管理的實務經驗，

檢討執行方法與成效評估。

設備維護管理人員從經驗上深切了解到軸承的重要性與影響度，然而也因為 設備處

甲組 乙組 丙組

工程師+技術員 工程師+技術員

對軸承使用觀念認知偏差、應用技術訓練不夠、資訊取得不足的情況下，往往造 成軸承耗用成本居高與設備功能發揮受限的結果。

就所蒐集、整理近年來技術組對現場作軸承技術服務與推動相關管理工作的 經驗和研究結果（趙鵬程，2003），分述如下：

(一)中鋼軸承管理的課題。

(二)中鋼軸承管理策略與執行。

(三)軸承管理成效追蹤與檢討。

一、中鋼軸承管理的課題

中鋼從建廠以來，維護單位始終扮演著忠實的角色，全力配合生產。民 營化以來，在追求利潤、提升企業競爭力的前提下，現場維護人力亦隨之精 簡。在事多人少的處境中，如何更有效的執行設備維護管理，更顯得迫切需 要。

長期以來，維護人員為了維持產線設備的正常運轉，對於軸承真可謂達 到「寧可錯換、決不疏漏一個 」的戰戰兢兢態度。設備故障率是否因此降 低暫且不論，軸承的使用成本卻始終居高不下。這個事實顯現了一件事：中 鋼同仁對軸承的應用知識應再加強，這是設備維護人員需面對的主要課題之 一。

何謂軸承管理？

根據日本 KHI 製鐵所（川崎製鐵技報，2001.1）對維護成本及故障比 率分析，結果發現機械元件為起因的故障佔全部設備故障的 85%；而其中，

軸承故障問題又佔有相當大的比例。由此可知，軸承在設備維護中扮演的角 色。

什麼叫做軸承管理？

簡言之，就是為了要讓轉動機械發揮最大的功能，管理人員必須具有正 確的觀念，藉由有計劃、有組織的管理方法，經常不斷的檢討軸承的設計選

用、維護保養、調查分析故障原因，進而採取適當的處置辦法，持續地將軸 承性能發揮到極致，減少設備停機所造成的損失，降低人力需求與軸承耗用 成本。

二、 中鋼公司軸承用量及成本合理化研究

軸承用量合理化顧名思義就是以當省不用、當用不省的態度來使用軸 承；經由查明現狀問題，分析故障的發生原因，並提出解決對策，執行落實 的程序，進而追求合理的結果。

1997 年，中鋼公司設備處設備技術組有鑒於中鋼完成兩階段擴建以後 軸承耗用成本不斷升高，基於多年來對現場技術服務及對機械設備維護狀況 的觀察與了解，認為有必要針對全廠軸承用量及成本進行合理化研究，擬藉 落實軸承用量及成本合理化的作為，直接或間接降低設備維護成本、提升產 線生產率（趙鵬程，1997）。

(一)機械元件故障統計分析：

根據日本潤滑油協会（潤滑経済，1996）：潤滑管理效率化促進調 查報告書「潤滑管理技術実態調查」統計獲知，在工廠中軸承的故障 次數佔所有機械元件故障總數的 20~30%，是所有機械元件的第一 位。因軸承故障引起的產線生產與維護損失更遠遠超過總值的 30%，

幾乎所有的機械設備都有使用軸承，因此軸承可稱之為「機械的心臟」。 (二)軸承耗用成本統計分析：

為了進一步的了解中鋼公司軸承使用情形，特別根據各一級單位 年度軸承耗用數量及成本資料，製成各廠處軸承耗用成本統計圖3-6、

圖3-7。

單位：百萬元 CSC

(三)鋼廠滾動軸承使用上之問題點： Technology to Prolong Rolling Bearing Life Used in Steelmaking Plants

軸承形式 Technology to Prolong Rolling Bearing Life Used in Steelmaking Plants

(四)中鋼滾動軸承使用上之問題點

1. 軸承選用或相關機具設計不良

選用或設計不良之軸承問題常被認為發生在新置之產線設備上, 通常在歷經試車及生產運轉初期即可發現而加以解決。此種情形對於產 線設備功能之影響可能較大, 但對軸承的用量、成本增加或屬有限。然 而, 從設備處之中鋼 CBM 執行現況問卷調查中（設備技術組動態檢測 技術小組，1997）, 現場維護主管多數認為設備的體質與穩定性之提升 是改善維護品質、降低維護成本最迫切的工作。顯然從設計上根本的對 設備改良改質仍被強烈需求, 因設計不良而造成軸承使用壽命未符理 想的現象可能一直被低估忽視了。#1 BF 熱風爐三部鼓風機在使用 20 年後, 纔被發現是軸承的選用設計有問題即是一例（趙鵬程，1997）。

2. 機械設備維護不良造成軸承使用條件劣化

因相關機械設備維護上的問題, 造成軸承使用壽命短縮或不斷的 損壞, 經鑑定軸承損傷原因, 多可發現軸承受到例如異常負荷、高溫...

等特定狀況之原因而受損, 此種軸承使用上的問題點通常發生在設備 維護技術不夠成熟的階段。當機械設備運轉相當年月, 各配合機件發生 磨損老化時, 相關之軸承故障率會明顯增加, 嚴重的話, 甚至會面臨軸 承換不勝換或備品不足的窘境而直接影響生產作業。以事後之明, 此種 類型的軸承故障原因多屬相關機械設備尺寸管理不善所肇致。例如 1990 年熱軋一場的工輥軸承（趙鵬程，1990）； 1980 年小鋼胚儲存區 天車大車輪與軸承...等事例（趙鵬程，1980）, 前者涉及軸承 Chock 與 Mill Housing 的維修管理, 後者乃因地層下陷天車左右軌道高程變化過 鉅所引起的問題;近年來中鋼第二熱軋場之軋機設備軸承接連燒損故障, 此雖非機件磨損之維護問題, 然而卻也是因裝機不良尺寸偏差所造成 的軸承使用條件劣化問題。

3. 軸承之維護不良、安裝不當

中鋼現場單位人力精簡, 例行性之產線設備拆修多倚重協力廠商 人力, 由於工作品質的好壞影響設備至鉅, 根據 CSI (Computational System Incorporated) 的資料（萬盟科技高可靠度保養技術，1980）得 知：因零件損壞或不當的保養方法使一些原本無問題的設備反而經常發 生問題, 據統計 20~25%的設備於啟動初期的損壞皆歸屬於這些原因。

中鋼現場最常見的軸承換修問題, 例如：軸承行干涉配合安裝時，

為儘速完成工作而多在未確認相關配合尺寸下, 或使用不當的安裝作 業方式施工, 干犯如動火烤燒軸承、猛力敲擊強行安裝軸承...等基本禁 忌。在一般非高速運轉的設備機具上, 短期間或不會有異況發生, 然而 經此種施工過程的軸承, 卻可預卜其運轉壽命一定不會長久。在例如使 用多量軸承的輥輪產線上, 易因此造成管理人員對軸承使用壽命發生 信心問題, 從而採用上線軸承品質從嚴、線上軸承換新週期從短的管理 決策。基本上是以使用新軸承來彌補因維護安裝不良所造成的軸承壽命 縮短缺失。

提升實際執行檢修作業人員(含協力人員)的維修技術訓練與工作 態度的輔正需持續推動。

4. 對軸承的潤滑或污染管理不良

確認軸承有無足夠的潤滑油脂乃至用油種類是否適當...云云, 幾 乎是一般機械維護手冊中均有記載的重點, 現場人員也多瞭解其重要 性並儘力避免此種潤滑問題的發生。軸承缺油脂問題都屬緊急而明確, 會立即影響設備的正常運轉。然而造成維修工作量的增加及軸承使用壽 命減短的種種原因中, 莫若如圖 3-10 中統計所示之 70%因污物的入侵 所造成的問題來得嚴重。

圖3-10 FVA 滾動軸承損壞原因調查統計 資料來源：SKF evolution，1995

滾動軸承一般對它的環境條件要求不高, 在絕大多數情況下均可 達到它的額定壽命, 甚至遠遠超過它的計算壽命。中鋼利用潤滑油液施 行油浴、強制循環...等潤滑的軸承(如齒輪箱軸承), 其使用壽命大多不 成問題。然而用量最多、種類最繁, 使用密封、防塵蓋及所充填潤滑油 脂不更換的典型運轉條件設備(約佔 9 成)卻經常發現軸承使用壽命無法 達到設計的要求, 其原因仍在於操作環境的影響。以 W1、W2 而言, 粉 塵應是造成軸承問題的首要原因; W3 之連鑄設備乃至 W4、Y4 熱間軋 延設備, 在高溫、高水汽、銹皮與衝擊的環境下, 軸承故障型態更為複 雜, 然而最主要的故障肇因依然是密封不良的問題, 也因此, 強化軸承 的潤滑、選用適當性狀之滑脂更屬必要。第一熱軋場工輥軸承及Run Out Table Roller 軸承在加強密封並改使用耐水性能較佳之滑脂後, 軸承使 用狀況即獲明顯改善, 此為成功的例子。

5. 定期更換或隨相關設備之整修而換新軸承

“同一型式的軸承在疲勞試驗機上做疲勞壽命加速試驗時, 軸承 壽命往往有相差十倍以上的結果”。這是與國內東培軸承公司研發人員 討論軸承壽命加速試驗時, 對方所提及的心得之一。從其他軸承製造廠

潤 滑 不 足 污 染 過 負 荷 設 計 不 良 磨 耗 環 境 狀 況 其 他

損壞原因 %

家的壽命統計表上也可獲知此一結論。

軸承額定壽命是指某一足夠大量群體的相同軸承中, 90%的軸承應 可達到或超過的壽命值, 實際上的中間壽命(平均壽命)約可達到基本額

軸承額定壽命是指某一足夠大量群體的相同軸承中, 90%的軸承應 可達到或超過的壽命值, 實際上的中間壽命(平均壽命)約可達到基本額