孫(sūn)宇 林生龍 孫剛(gāng)
(北方重工集團有限公司水泥設備分公司(sī))
摘 要(yào):磨輥軸承是立磨Z核心的(de)部件(jiàn),是(shì)在高溫、衝擊、重載、低速的複雜環(huán)境(jìng)下運行的(de),分析磨輥軸承的失效原因(yīn),總結經驗教訓,確保可靠運行(háng),對提高磨輥軸承壽命、改善磨機的運轉性能具有(yǒu)重要意(yì)義。
關鍵詞:磨輥;軸承;失效
0 引言
對(duì)於立磨來說,磨輥是立磨的心髒,而磨(mó)輥(gǔn)軸承則是磨輥的心髒,磨輥軸承的正常工作是立磨可靠運行的關鍵
[1]。磨輥軸承是在高溫、衝擊、重載、低速(sù)的複雜環境(jìng)下運行的,磨輥外部還有高粉塵等更加惡劣的工況,如何(hé)在這種(zhǒng)工況正確使用好磨輥軸承(chéng)、延長其使用壽命一直是(shì)用戶及設計者所關(guān)注的問題。因(yīn)此分析軸承在使用過程中的失效形式及如何避免顯得尤(yóu)為重要。
1 磨輥軸承(chéng)的失效形式及原因
1.1 接觸疲勞失效
軸承工作表麵受到交變應力的作用而導(dǎo)致失效。主要發生在(zài)軸承工作表麵,往往伴隨(suí)著疲勞裂紋,這種失效形式先從(cóng)接觸表麵以(yǐ)下Z大交(jiāo)變(biàn)切應力處產生(shēng),然後擴展到表麵形成不(bú)同的剝落形狀。它的形成(chéng)過程及後果是:點蝕—麻點剝落—淺層剝落(luò)—深層剝落。
1.2 磨損失效
軸承磨損(sǔn)失效是指(zhǐ)表麵(miàn)之間的相對滑動摩擦導致其工(gōng)作表麵金屬不斷磨損而產生的失效(xiào)。磨損失效按磨損形式通常可分為磨(mó)粒磨損和粘著磨損。磨粒磨損指軸承工作表麵之(zhī)間擠入外來堅硬粒子或硬質異物或(huò)金屬表麵的磨(mó)屑(xiè)且接觸表麵相對(duì)滑動而引起的磨(mó)損。粘著磨損(sǔn)指由於摩擦表麵的顯(xiǎn)微凸起或異(yì)物使摩擦麵受力不(bú)均,在潤滑條(tiáo)件嚴(yán)重惡化時,因局部摩擦生熱,易造成摩擦麵局部變形和摩擦顯微焊合現象,嚴重時(shí)表麵金屬可能局部熔(róng)化,接觸麵上作用力將局部(bù)摩(mó)擦焊接點從基體上撕(sī)裂而增大塑性變形。
磨損失效發生時,首先在軸承的表麵有持續的磨(mó)損(sǔn),導致軸承零件逐(zhú)漸損壞,進一步造成軸承尺寸精度喪失及其它相關問題。它的形成(chéng)過程及後果是:磨損—形(xíng)狀變化—配合間隙增大及工作表麵形貌(mào)變化—潤滑劑汙染—潤(rùn)滑功能完全喪失—軸承喪失旋轉精度乃至不能正常運轉。
1.3 斷裂失效
這種失效主(zhǔ)要由兩大因素造成:過載和(hé)缺陷。當載荷超過強度極限時會發生過載斷裂。軸承零件的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外(wài)來雜物、過熱組(zǔ)織及局部燒傷等缺陷在衝(chōng)擊過載或劇烈振動(dòng)時也會在缺陷處引起斷裂。
1.4 軸(zhóu)承遊隙(xì)變化失(shī)效
這種(zhǒng)失效往往是由內、外在(zài)因(yīn)素共同作用(yòng)造(zào)成的,這種失效發生時,首先是配合間隙(xì)改變,進而(ér)造成軸承(chéng)精度降低,以致造(zào)成“咬死”現象。外在因素主要指過盈量過大、安(ān)裝不到位、溫升引起膨脹量、瞬時(shí)過載等;內在因素主要有殘餘奧氏體和殘餘應力處於不穩定狀態等(děng)。
2 磨輥軸承壽命的影響因素
影響磨輥軸承(chéng)壽命的因素主要有以下(xià)幾個方麵:軸承本身(shēn)情況、軸承使用情況、磨(mó)機的運行情況、軸承的存儲(chǔ)等等。
2.1 軸承本身情況
軸承的材料、熱處理(lǐ)工藝,以及其強度和耐磨性、表麵(miàn)結構(gòu)、內部幾何構造等(děng)都會影響到(dào)軸承的使用壽命。對於(yú)使用者(zhě)和設計者來說,應該了(le)解軸承的工況及載荷狀(zhuàng)態,在選用軸(zhóu)承時提供相關參數及工況,軸承的具體問(wèn)題(tí)可由軸承廠(chǎng)家考慮。
2.2 軸承使(shǐ)用方麵
軸承使用方(fāng)麵是用戶能主觀控製(zhì)的方麵,也是影響軸承壽命的關鍵,從安裝到具體操(cāo)作以及維護保養的各個環節,都滲(shèn)透著影響軸承壽命的因素(sù)。
安裝方麵:磨輥軸承的安裝質(zhì)量是影(yǐng)響其使用壽命的重要因素,很多磨輥軸(zhóu)承提前(qián)失效或損壞都與(yǔ)裝配不當有關。用戶在更換(huàn)磨輥軸承時必須(xū)嚴格按(àn)說明書的要求進行,裝得(dé)過鬆或過緊都將造成(chéng)磨輥軸承的提前(qián)損壞。
在具體安裝過程中首(shǒu)先要避免錘擊。軸承安裝要進行(háng)加熱,加熱時注意加熱位置及溫度的控製,要求油在冷態時同軸承一起加熱,溫(wēn)度控製在100~110℃;安裝完軸承後,要用煤油清洗;整個(gè)磨輥裝配(pèi)後必須進行打(dǎ)壓試驗,試驗壓力為0.05MPa,保壓30分鍾
[3]。
使用方麵:主要(yào)包括密封、潤滑及監測。
密封對軸承的(de)工作壽命也有很(hěn)大(dà)的影響。密封的作用是防(fáng)止(zhǐ)潤滑油從軸承(chéng)向外泄漏,同時防止外界(jiè)粉塵物進(jìn)入軸(zhóu)承。在高粉塵的工作(zuò)環境中,若大量微小硬質(zhì)顆粒進入(rù)立磨磨輥軸承內部,將(jiāng)惡化軸承工作環境,降低潤滑(huá)效果,甚至(zhì)在(zài)滾道麵形成壓痕,引起點蝕甚至滾道(dào)麵剝落,降低(dī)軸承的(de)工作壽命(mìng)。因此,選擇高可靠性的密封部件,對提高軸承工作壽命至關重要。磨輥軸承處的密封都采用密封風形式,即用壓(yā)縮(suō)空氣阻止磨腔(qiāng)內的粉塵進入軸承潤滑油中。密封風要有一定的壓力(lì),同時風環(huán)處的間隙不能過大,對於MLS立磨來說,密封(fēng)風壓力要達(dá)到5000Pa以上,風環間隙小於3~5mm,保證風環處(chù)的風速在50m/s以(yǐ)上,才能起到有效密(mì)封效果。
在高溫、衝擊、重(chóng)載(zǎi)、低速的應(yīng)用環境中,軸承的(de)良好潤滑條(tiáo)件很難形成,惡劣(liè)的粉塵環境及衝擊更加惡化了潤滑狀況。實際應用結果表(biǎo)明,大多數的磨輥軸承損壞都是軸承潤滑不當(dāng)的結果。
由於MLS立磨采用(yòng)油(yóu)池潤滑,不能(néng)有(yǒu)效帶走軸承工作時產生的熱量,不易去除軸承內部存在的微小雜質(zhì),淨化軸承工作環(huán)境。所以潤滑油的選擇就顯得尤為重要。潤滑油的選擇(zé)要注意(yì)牌號、質量,同時要求潤滑油要帶有極壓添(tiān)加劑,推薦選擇ISO VG 680 PAG型合成潤(rùn)滑(huá)油,同時必須滿足100℃油品粘度大於90CSt。潤滑油油量要適宜,油樣定期檢查,看其是否含有雜(zá)質、水及磨粒等。
監測保護方麵:密封壓力和軸承溫度要實時監測,控製邏輯及聯鎖不能隨便摘除,發(fā)現密封壓力及軸承溫度不正常時,要及時停磨,以防(fáng)造成磨輥軸承的損壞。
2.3 磨機運行情況
磨機的振動會影響(xiǎng)軸承的(de)使用壽命,因(yīn)此在磨機運(yùn)行中減小振動,特別是水平振動,可(kě)為磨輥軸承的良好運行提供可靠地保障。MLS立磨的加載方式為壓力框(kuàng)架集中加載(zǎi),隨(suí)著磨盤的轉動,在壓力框架處會產生一個水平的切向附加力,因此對於大型立磨,該處都加有緩衝裝置,緩衝裝置的有效工(gōng)作是(shì)減小水平振動(dòng)的(de)關鍵。
2.4 軸承的儲存
軸承的不正確儲存也是影響其壽命的一個因素,如果軸承沒有水平放置,會影響其遊隙精度;如果包裝不嚴密,遇到潮濕空氣會造(zào)成軸承工作表麵鏽蝕,進而產生微小(xiǎo)麻坑,在運行時會產生應力集中點,進而造成失效,影響壽命。
3 結語(yǔ)
作為磨輥的核心部件,避免(miǎn)磨輥軸承的失效(xiào)、保(bǎo)證磨輥軸承的使用壽命,是磨機有效運行的(de)關鍵。從磨輥軸承的選擇、安裝、使用、維護等各個環節,都隱藏著影響軸承壽命的因素,用戶一定(dìng)要做好各環節的工作,才能保證(zhèng)磨輥(gǔn)軸承乃至整個(gè)生產線的正常運行。
參考文獻
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來源:《四川水泥》2014年06期