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機(jī)械設(shè)備的軸承屬易損部件，其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否良好直接影響整臺設(shè)備的性能。水泥機(jī)械設(shè)備中，由滾動軸承的早期故障導(dǎo)致設(shè)備故障的事例很多。因此，找出故障根源，采取補(bǔ)救措施，消除故障，是提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率的關(guān)鍵之一。
1滾動軸承故障分析
1.1滾動軸承振動分析
滾動軸承發(fā)生故障的典型方式是其滾動接觸發(fā)生單純的疲勞剝落。{TodayHot}這種剝落,剝落表面面積約為2mm2，深度達(dá)0.2mm~0.3mm可通過監(jiān)測儀檢測其振動來判斷。剝落可能發(fā)生在內(nèi)座圈表面、外座圈或滾動體上。其中，內(nèi)座圈因接觸應(yīng)力較高，發(fā)生破裂的情況較多。
用于滾動軸承的各類診斷技術(shù)中，振動監(jiān)測儀監(jiān)測法仍然是主要的一種?？傮w而言，時(shí)域分析方法比較簡便，適宜于噪音干擾小的場合，是簡易診斷的好方法；頻域診斷方法中，共振解調(diào)方法成熟可靠，適宜于軸承故障的精密診斷；時(shí)間-頻率分析方法與共振解調(diào)方法相似，能正確刻劃故障信號的時(shí)間及頻率特征，更具優(yōu)越性。
1.2滾動軸承的損壞形式分析及補(bǔ)救辦法
(1)過載。嚴(yán)重的表面剝落和磨損，表明了滾動軸承因過載引起的早期疲勞產(chǎn)生的失效(此外配合過緊也會造成一定程度的疲勞)。過載還會引起嚴(yán)重的軸承鋼球滾道磨損、大面積剝落并時(shí)而伴有過熱現(xiàn)象。補(bǔ)救辦法是減少軸承的負(fù)荷或提高軸承的承載能力。
(2)過熱。滾子的滾道、鋼球或保持器改變顏色，表明軸承過熱。溫度的升高會使?jié)櫥瑒┳饔媒档停褂湍灰仔纬苫蛲耆?。溫度過高，會使?jié)L道和鋼球的材料退火，硬度下降。這主要是散熱不利或重載、高速的情況下冷卻不充分造成的。解決辦法是充分散熱，追加冷卻。三泰軸承
(3)低負(fù)荷振蝕。在每個(gè)鋼球的軸向位置上出現(xiàn)橢圓形的磨損痕跡，這表明當(dāng)軸承不工作且未產(chǎn)生潤滑油膜時(shí)，由外部振動過度或低負(fù)荷振蝕造成失效。補(bǔ)救辦法是使軸承隔振或在軸承的潤滑脂中加入抗磨添加劑等。
(4)安裝問題。主要注意以下幾方面：
一，注意安裝施力。如滾道上出現(xiàn)間隔的壓坑，表明負(fù)荷已超出了材料的彈性極限。這是由于靜態(tài)過載或者嚴(yán)重的沖擊(如安裝時(shí)曾用錘子敲擊軸承等)引起的。正確的安裝方法是僅對要壓裝的圈環(huán)施力(在軸上裝內(nèi)圈時(shí)勿推壓外圈)。第二，注意角接觸軸承的安裝方向。角接觸軸承具有一橢圓形的接觸區(qū)，并僅在一個(gè)方向上承受軸向推力。在相反的方向上裝配軸承時(shí)，因鋼球處在滾道邊緣，其受載面會產(chǎn)生槽形磨損帶。因此在安裝時(shí)應(yīng)注意正確的安裝方向。
三，注意對中。鋼球磨損痕跡偏斜、不與滾道方向相平行，表明安裝時(shí)軸承未對中。若偏斜量>16000，就易引起軸承溫度上升并出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。其產(chǎn)生原因可能是軸有彎曲、軸或箱體有毛刺、鎖母的壓緊面未與螺紋軸線相垂直。因此，安裝時(shí)應(yīng)注意檢查徑跳情況。
第四，應(yīng)注意正確配合。軸承內(nèi)、外圈的裝配接觸面上出現(xiàn)圓周狀的磨損或變色，是由軸承與其相配的零件配合過松引起的。磨蝕產(chǎn)生的氧化物為一種純褐色磨料，其結(jié)果會造成軸承進(jìn)一步磨損、發(fā)熱和產(chǎn)生噪音和產(chǎn)生徑跳等一系列問題，因此裝配時(shí)應(yīng)注意正確配合。
又如滾道底部有嚴(yán)重的球形磨損軌跡，這表明因配合過緊使軸承間隙變小，由于扭距增大、軸承溫度上升，使軸承很快因磨損和疲勞而失效。此時(shí)，只要適當(dāng)恢復(fù)徑向間隙，減少過盈量就可解決這一問題。三泰軸承
(5)正常的疲勞失效。在任何一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)的表面(如滾道或鋼球)出現(xiàn)不規(guī)則的材料剝落現(xiàn)象，并逐漸擴(kuò)展引起振幅加大，這是一種正常的疲勞失效。如果普通軸承的壽命不能滿足使用要求，就只有重新選用更高級的軸承，或是提高一級軸承規(guī)格，來提高軸承的承載能力。
(6)潤滑不當(dāng)。所有滾動軸承都需要用優(yōu)質(zhì)潤滑劑進(jìn)行不間斷的潤滑，以保持其設(shè)計(jì)性能。軸承內(nèi)依靠滾動體和座圈上形成的一層油膜來防止金屬與金屬之間的直接接觸。如果潤滑良好，就能減少磨擦，使其不致磨損。
軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，潤滑脂或潤滑油的粘度是保證其正常潤滑的關(guān)鍵；同時(shí)，潤滑油脂保持清潔，不含固態(tài)或液態(tài)雜質(zhì)也是至關(guān)重要的。油的粘度過低，不能起充分潤滑作用，至使座圈很快磨損。開始時(shí),座圈的金屬與滾動體的金屬表面互相直接接觸磨擦,使其表面打磨得非常光滑繼而發(fā)生干磨擦導(dǎo)致座圈表面被滾動體表面碾碎的粒屑所壓裂。起初可以觀察到表面變暗，失去光澤，形成凹痕和片狀疲勞脫落。補(bǔ)救辦法是按照軸承需要，重新選擇更換潤滑油或脂。
污染物粒子污染潤滑油或脂時(shí)，即使這些污染物粒子小于油膜平均厚度，但因粒子很硬仍會產(chǎn)生磨耗，甚至于穿透油膜，致使軸承表面產(chǎn)生局部應(yīng)力,從而顯著地縮短軸承壽命。潤滑油或脂中水的濃度即使小至0.01%,亦足以縮短軸承原有壽命的一半。若水可溶解于油或脂中，軸承使用壽命會隨水的濃度遞增而縮減。補(bǔ)救辦法是調(diào)換不潔凈的油或脂；平時(shí)應(yīng)當(dāng)安裝較好的過濾器，增加密封，貯存、安裝時(shí)注意清潔操作。
(7)腐蝕。滾道、鋼球、保持架和內(nèi)外圈環(huán)型面上出現(xiàn)紅色或褐色污點(diǎn)，表明軸承因暴露于腐蝕性的液體或氣體中而產(chǎn)生了腐蝕失效。它會引起振動增大、磨損加劇、徑向間隙增加、預(yù)載降低，并且在極限情況下發(fā)生疲勞失效。補(bǔ)救辦法是使液體從軸承中排出或增加軸承的整體及外部密封。三泰軸承
2風(fēng)機(jī)的軸承故障原因與處理方法
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，水泥廠的風(fēng)機(jī)發(fā)生振動異常的故障率達(dá)58.6%，由于振動將造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行不平衡。其中，軸承緊定套配合調(diào)整失當(dāng)，會導(dǎo)致軸承異常溫升與振動。
如某水泥廠在設(shè)備維修期間更換了風(fēng)機(jī)輪葉。輪葉兩側(cè)用緊定套與軸承座軸承固定配合。重新試車就發(fā)生自由端軸承高溫，振動值偏高的故障。
拆開軸承座上蓋，手動慢速回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)處于轉(zhuǎn)軸某一特定位置的軸承滾子，在非負(fù)荷區(qū)亦有滾動情況，由此可確定軸承運(yùn)轉(zhuǎn)間隙變動偏高且安裝間隙可能不足。經(jīng)測量得知，軸承內(nèi)部間隙僅為0.04mm、轉(zhuǎn)軸偏心達(dá)0.18mm。
由于左右軸承跨距大，要避免轉(zhuǎn)軸撓曲或軸承安裝角度的誤差較難，因此，大型風(fēng)機(jī)采用可自動對心調(diào)整的球面滾子軸承。但當(dāng)軸承內(nèi)部間隙不足時(shí)，軸承內(nèi)部滾動件因受運(yùn)動空間的限制，其自動對心的機(jī)能受影響，振動值反而會升高。軸承內(nèi)部間隙隨配合緊度之增大而減小，無法形成潤滑油膜，當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)間隙因溫升而降為零時(shí)，若軸承運(yùn)行產(chǎn)生的熱量仍大于逸散的熱量時(shí)，軸承溫度即會快速爬升。這時(shí)，如不即時(shí)停機(jī)，軸承終將燒損。軸承內(nèi)環(huán)與軸之配合過緊是本例中軸承運(yùn)轉(zhuǎn)異常高溫的原因。
處理時(shí)，退下緊定套，重新調(diào)整軸與內(nèi)環(huán)的配合緊度，更換軸承之后的間隙取0.10mm。重新安裝完畢重新啟動風(fēng)機(jī)，軸承振動值及運(yùn)轉(zhuǎn)溫度均恢復(fù)正常。三泰軸承
軸承內(nèi)部間隙太小或機(jī)件設(shè)計(jì)制造精度不佳均是軸承運(yùn)轉(zhuǎn)溫度偏高的主因，為方便風(fēng)機(jī)設(shè)備的安裝、拆修和維護(hù)，一般在設(shè)計(jì)上多采用緊定套軸承錐孔內(nèi)環(huán)配合之軸承座軸承。然而也易因安裝程序上的疏忽而發(fā)生問題，尤其是適當(dāng)間隙的調(diào)整。軸承內(nèi)部間隙太小、運(yùn)轉(zhuǎn)溫度急速升高；軸承內(nèi)環(huán)錐孔與緊定套配合太松，軸承易因配合面發(fā)生松動而于短期內(nèi)故障燒損。
3結(jié)語
綜上所述，軸承的故障，應(yīng)在設(shè)計(jì)、維護(hù)潤滑管理、操作使用等諸方面引起重視。這樣可降低機(jī)械設(shè)備的維修費(fèi)用，延長機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率和使用壽命。