淺(qiǎn)談(tán)礦用機(jī)械滾動軸承的失效(xiào)和潤滑

2019-09-20

王慶功
  摘 要:礦用機(jī)械在工作時,滾動軸承所起到(dào)的作用非常大,關係到施工工程的安全和經濟(jì)效益的產生(shēng),軸承甚至(zhì)還被稱為工業的(de)糧食。在很多機械領域都會應用(yòng)到滾動軸承,不僅僅是(shì)在采礦業上,交通(tōng)業、電器業等行業發展中都需要做好機械滾動軸承的維修和潤(rùn)滑工作(zuò),以保證其順利完成施工(gōng)目標。在實際操作中,由於安裝不當、保(bǎo)修超時等(děng)一係列原因,很容易出現滾動軸承失效的問題,降低工程建設的效率,甚至產生更嚴重的後果。本文將針對一般機械運作的原理等做一個簡單的分析,再結合礦用機械在實際操作中的特點和具體情況,來探討造成(chéng)礦用機(jī)械滾動軸承失效的具體因素,對於失效的狀況製定出合理的解決措施,以及研究如(rú)何開(kāi)展滾動軸承的潤滑工作,以確保機械順(shùn)利完(wán)成工程作業(yè)。
  關鍵(jiàn)詞:礦用機械;滾動軸承;潤滑保修;工程事業;工作效率
  引言
  對於礦用機械滾動軸承的研究,相(xiàng)關人員要對軸承(chéng)失效(xiào)案例的具體情況做一個分析探討,明確軸承(chéng)運作的基本原理,做好維修潤滑工作。軸承在使用中所受到的應力大小是一個關鍵研究點,還有在(zài)安裝滾動軸承(chéng)時,不正確的安(ān)裝步驟也會直接縮短軸承的使用壽命,要選擇好零件的(de)大小,對軸、軸承以及軸承座都要做好檢驗保修工作,嚴密檢查相關部件的精確度。我們對可能造成滾(gǔn)動軸承失效的(de)因素做了一個列舉剖析,掌握事物發(fā)生狀況的根本原因,並且提出解決(jué)的方案,這(zhè)樣(yàng)才能夠從根本上保證礦用機械順利完成施工工作。滾動軸承(chéng)失效的原因有正常的(de)和非正常的,那麽(me)我們要盡量避免人為事故的發生,選擇符合(hé)要求的部位零件,及(jí)時做好軸承的潤滑,促進工(gōng)作效率的提升(shēng)。接下來我們就這些方麵展開論證,提出切實(shí)有效的軸承(chéng)維修和潤滑方(fāng)案,分析軸承失效的表現形式和(hé)成因,簡要(yào)概述相關的潤滑(huá)方法,希(xī)望能夠給采礦行業(yè)的研究和施工人員(yuán)提供(gòng)借鑒(jiàn)。
  關於礦用機械滾(gǔn)動軸承的失效情況,相關人員要對其投入一定的研(yán)究,探析失效現象發生的具體原因,通過深(shēn)入了解滾動軸承工作的原理和依據,我們可以得知滾動軸承基本上是由滾動體、內外圈以及保持架這(zhè)幾個構件組成的,對於其具體的運轉,主要(yào)表(biǎo)現為滑動摩擦和滾動摩擦。在長期的工(gōng)作負荷下(xià),軸承(chéng)就會呈現出各種問題,要想保證大型機械長(zhǎng)久正常的運作,我(wǒ)們對其所發生(shēng)的狀況要預先規劃解決方案,認識到軸承失效的主要發生狀況和表現形(xíng)式,這樣才能夠真正做到防患(huàn)於(yú)未然。
  一、礦用機械滾動軸承失效主要表現為以下幾種(zhǒng)形(xíng)式
  1.過度磨(mó)損導致的軸承失效
  滾動軸承在工作時一直處於運動的狀態中,所以必然會存在磨損的現象,久而久之(zhī),過度的磨損就會對軸承產生一定的影響,造成軸承磨損失效。作為失效情況中Z為常見的一種,導致軸承磨(mó)損失效的因素來源於兩個方麵,那就是正常磨損以及非(fēi)正常磨(mó)損,我(wǒ)們對非正常磨損(sǔn)的現象做一(yī)個分析概(gài)述。潤滑(huá)劑的選擇或使用不符合相關規定會造成滾動軸承出現不必要的磨損,在機械進行正常工作時,添加的潤滑(huá)劑要達到足夠的量,否則會使機器的溫度急劇升高,軸(zhóu)承的熱度也隨之上升,其硬度就會下降,這樣(yàng)在工作時軸承的磨損現(xiàn)象會比較嚴重。滑動磨(mó)損則和潤滑劑調配的濃度有關,如果潤(rùn)滑劑過於稠密,在潤滑軸承時(shí)就不(bú)能夠發揮出良好的效用,軸承很難靈敏地(dì)運轉起來,導致滑動(dòng)磨損問題的出現(xiàn)。而另外一種磨損情況則多是在進入磨料之後發生的,滾動軸承在工作時會出現(xiàn)高頻振(zhèn)動的(de)現象,運轉時以外圈為中心,其內外圈和滾動體相互配合(hé),運轉起來容易產生微動磨損(sǔn),運作(zuò)久了就會發生(shēng)鬆動的現象。軸承磨損越來越嚴重時,其(qí)工(gōng)作重心會漸漸產生偏移,損壞機械零件,其性能和工作效率都會大幅下(xià)降,軸承日漸走向失效。礦用機械中許多設(shè)備的滾動軸(zhóu)承都(dōu)是以這種形式逐漸失效的,比如(rú)水泵、輸送機等,對(duì)此相關部門需(xū)要研製出科學的方針,來治理這些軸承失(shī)效問題。
  2.載荷負擔帶來的疲勞(láo)失效
  一般而言,我們可以(yǐ)將滾動軸(zhóu)承(chéng)工作時的狀態(tài)看做是一個脈動循環,滾動體和內外圈一直處於相互作用之中,在這個過程中(zhōng)機械部(bù)件就會(huì)受到應力的影(yǐng)響(xiǎng),長久(jiǔ)以往為滾動軸承的失效埋下了隱患。軸承經過(guò)高強度(dù)的運動工作,會給金屬表麵帶來強烈的載荷壓力,久而久之就會出現疲勞裂紋以(yǐ)及疲勞點蝕的情況(kuàng),這些都(dōu)是疲勞(láo)失效的演化前提(tí),而且是很難避免的一個(gè)現(xiàn)象,機械在運行的過(guò)程中往往都會進行高(gāo)強度的工作,零部件操作過於頻繁已是常事。在安裝滾(gǔn)動軸承的部位零件時,要進行規範化、專業化的操作步驟,否則會造成軸承的內外圈銜接不規範等一係列不(bú)良影響,導致軸承受到(dào)不同的壓力荷載(zǎi),局部位置發生嚴重(chóng)的形變,進而對大型機械(xiè)的整體結構造(zào)成破壞。此外(wài),軸承內部結(jié)構調整得過於緊密同樣(yàng)會造(zào)成機(jī)械的耗損,使金屬結構直接剝落,影響機械的正常運作。滾(gǔn)動軸承的材(cái)料和屬性(xìng)會(huì)決定其工作的質量,如果製造軸承的材(cái)料(liào)有質量問題,或者是滾動軸(zhóu)承的內部結構存(cún)在不合理,那麽礦用機械就無法(fǎ)承受(shòu)住軸承脈動循環時所產生的(de)種種壓力,軸承圈也會出現疲勞裂(liè)紋,當這種情況發生(shēng)時,軸承將會麵臨斷裂、報廢的危機。在絕大多數軸承疲勞失效的案例中,都是由疲勞點蝕而引發的,相關操作人員進行不正確(què)的安裝步驟,安(ān)裝方式缺(quē)乏科學性與合理性,以及軸承材料的選擇工作不嚴謹等,都會嚴重地縮(suō)短滾動軸承(chéng)疲勞失效的周期,減少礦用機械的(de)工(gōng)作壽命。與一(yī)般的大型機械相比,礦用機械的工作負荷更重,受到(dào)的衝擊壓力也更(gèng)大,也就更容易導致疲勞失效,采煤采礦機器中的支撐軸承就是一個典型(xíng)的例子,類似的機械失效情況還有很多,需(xū)要研究人員針對具體情況和原因進行深入(rù)探索,提出解決方案。
  3.滾(gǔn)動軸(zhóu)承(chéng)中各種腐(fǔ)蝕造成失效
  腐蝕失效也(yě)是滾(gǔn)動軸承失效的表現形式之一,其中造成腐(fǔ)蝕的因素主要有三種,分別是(shì)化學腐蝕、電腐蝕以及微振腐蝕,腐蝕現(xiàn)象一旦(dàn)發生就是不可逆的,雖然相較而言其對礦用機械滾動軸承(chéng)帶來(lái)的破(pò)壞和傷害較小,但是也不能忽視(shì)腐蝕失效的影(yǐng)響力。化學腐蝕發生的源頭(tóu)是滾動軸承中的潤滑劑、水分等與金屬材料發生化學作用,進而對機械部件造成破壞,這種腐蝕作用發生的速度比較緩慢(màn),而且還需(xū)要具備足夠的材料和條件才(cái)能發生,但是也要依據具(jù)體實際情(qíng)況製定相(xiàng)應的對策。電腐蝕則是由於機械長期處於通電(diàn)狀態而形成的,在電力的長期作用(yòng)下(xià),或多或少會給(gěi)機械滾動軸承(chéng)帶來影響,因為大型機(jī)械在工作時(shí)必然要接通電源,而且還會(huì)進行(háng)不停歇(xiē)的運(yùn)轉,所以電腐(fǔ)蝕會持續存在於(yú)滾動軸(zhóu)承上。微振腐蝕是在機械滾動軸承(chéng)工作運(yùn)作時不停振動產(chǎn)生的,大型機(jī)械在(zài)工作時,會發生較為強烈的反(fǎn)應,主要以振(zhèn)動的(de)形式表現出來,時間一長,就會出現相應的負麵影響,就是微振(zhèn)腐蝕,降(jiàng)低機械操作的工作效率。礦用機械工作(zuò)的環境條件一般都比較惡劣,會遇到各種各樣的自然環(huán)境和種種難題,而在機器運行過程(chéng)中遇到雜物或者潮濕(shī)的環境就會發生相應的(de)腐蝕作用,造成滾動軸承腐蝕失效的局麵,在對軸(zhóu)承元件磨(mó)損和疲勞的問題進行解決時,也要適當地兼(jiān)顧好腐蝕失效的應對工作。
  潤滑(huá)是保證(zhèng)滾動軸承正常工(gōng)作的一項必需(xū)操作(zuò),礦用(yòng)機械滾動軸承在進行滾動或者滑動摩擦時會帶來(lái)很多影響,可以導致零件部位的熱變形,如果潤滑(huá)工作不到(dào)位還(hái)會造成摩擦力增大,引起嚴重的軸承損害現象發生,時間長了相關零件就會(huì)報(bào)廢。正常、規範的潤(rùn)滑操作可以延長滾動軸承的使用壽命,減少主軸零件的疲(pí)勞和磨(mó)損壓力(lì),軸承(chéng)的失效情況也會有明(míng)顯的改善。對潤滑劑的選擇和潤滑方法的製定研究都要經過嚴密的(de)考慮,對於滾動軸承工作時(shí)的溫度(dù)、磨損、振動等具體情況(kuàng)做一個詳盡的(de)研究分析,並且提出具有針對性、科學性的實施方案,以此來保障零件的正常運行。根據相關(guān)的資料數據(jù)顯示,造(zào)成一部分軸承失效的(de)原(yuán)因就與潤滑工作有(yǒu)關,潤滑步驟操作不當會對滾動(dòng)軸承直接產生不良反應,所以要合理地計算好潤滑劑的用量,設計出優化性(xìng)能Z高的潤滑計劃,對潤滑工作的周期做一個科學把握。
  二、對於不同時間、地點等進行的不同潤滑方式主要有以下幾種
  1.油潤(rùn)滑
  大型機(jī)械在進行工業活動時一般都(dōu)處於(yú)高(gāo)溫高壓的環境當中(zhōng),使用潤滑油進行滾動軸承的潤滑工作是(shì)比較常見(jiàn)的一種(zhǒng)方(fāng)式,而潤滑油的選擇又分為很多種,有機械油、壓縮機油、汽(qì)缸油等等,在不同的機械材質和工作情況下采用不(bú)同的潤滑油,以達到更好的效果。在使用潤滑油時(shí),要(yào)嚴格把控好其粘度大(dà)小(xiǎo),這與形成潤滑油(yóu)膜的(de)質量水平息息相關,在麵對一定範圍內的工作溫度時,潤滑油能夠不失去其Z低粘(zhān)度,這樣才是Z好的效果,能夠保證機械滾動軸承工(gōng)作的順暢安全。潤滑(huá)油粘度的選擇還和滾動軸承工作的轉速有(yǒu)關,而且軸承轉速(sù)和潤滑油粘度Z好呈負(fù)相關,而軸承所(suǒ)承受的負荷強度則和潤(rùn)滑油粘度呈正相關,視具體(tǐ)情況而選取不同粘度的潤滑油,可以使軸承保持(chí)正常運轉,提升機械工作的效率。油潤滑按照係統結構、操作方式等情況的不同,可以列舉出好幾個潤滑方式,適合不同的機械結構和材質,掌握好這些能夠為滾動軸承的潤滑工作提供借(jiè)鑒和保障,避開軸承失效的狀況。
  1.1油浴潤滑
  在對(duì)滾動軸承(chéng)進行潤(rùn)滑時,油浴(yù)潤(rùn)滑是比較常見而且很普遍的方式,它(tā)是直接將潤滑油加(jiā)入到軸承零件(jiàn)當中去,讓潤(rùn)滑油隨著軸承的運轉而流動,完成潤滑工作後再流回到油箱之中,這種潤滑形式可以廣泛地用(yòng)於中、低(dī)速的滾動軸承中。在進行油浴潤滑時,要重(chóng)點注意的一點就是(shì)控(kòng)製好潤(rùn)滑油的(de)量,過量或者不足(zú)都不行,否則會造成機械大幅度攪動(dòng)或者促使軸承失效提前到來(lái)。[1]如(rú)果(guǒ)不能(néng)夠精準地把握好油量,那麽可以借助油位指示器等工(gōng)具的幫助,計算好潤滑油的總量可以使其在完成潤滑工作同時,延長軸承使用壽命,提升機器運行效率。
  1.2滴油潤滑
  在需要潤滑的零部件數量不多以及機械零件容易接觸的情況下,可以(yǐ)采取滴油潤滑的方式,一般發生在鏈條、齒輪等零部件的潤滑工作中,可以(yǐ)利用潤滑油自(zì)身的重力將(jiāng)其滴落到摩擦副上,還可以配置相應規格的注油杯。這個潤滑方(fāng)法適用於需油量較少的部件上,具體操作時將潤滑(huá)油以滴為單位,而且滴油量控製在每(měi)秒(miǎo)3~8滴,不宜過多或者過於頻繁,否(fǒu)則(zé)可能還會造成軸承部件急(jí)劇升溫,引起(qǐ)不良影響。滴油潤滑的方法並不能夠廣泛地適用於一切機械部件上,而是要根據具體情況做正確的選擇。
  1.3循環(huán)油潤滑
  循環油潤滑可以防止機械中機油的老化,使滾動軸承工作環境的溫度趨於低溫(wēn)平衡(héng),減少因高溫(wēn)給軸承造成的損害。在滾動軸承的兩端各(gè)設置一個小口(kǒu),分(fèn)別作為潤滑油的入口和出口(kǒu),潤滑油經過軸承的時候可以帶(dài)走一些(xiē)熱(rè)量,降(jiàng)低(dī)溫度,而潤滑油的(de)循環利用可以有(yǒu)效(xiào)提高資源的(de)利用效率(lǜ)。這個方法適用於(yú)軸承轉速較高的機械潤滑工作,可以有效解決高速造(zào)成高溫(wēn)現象帶(dài)來的問題,此外,為了不讓潤滑油滯留在軸承座中,潤(rùn)滑油出口應該要設計得比入口大,以(yǐ)充分帶走潤滑油(yóu)。
  1.4噴油潤滑
  噴(pēn)油潤滑的方法一般用於中、低轉速的滾動軸承潤(rùn)滑工作,采(cǎi)用高壓噴射的形式對軸承內部進行(háng)潤滑,將(jiāng)潤滑油注入(rù)到軸承中,然後潤滑後的油再流進油(yóu)箱,在潤滑工作進行時,高壓噴嘴的位置要處於軸(zhóu)承內圈和保持架的中(zhōng)間,用(yòng)不低(dī)於15米每秒的噴射速(sù)度將潤滑油注入軸承(chéng)。這一方法可以使軸承均(jun1)勻地得到潤(rùn)滑,增加其工作的平穩性。噴油潤滑可以對(duì)潤(rùn)滑資源產生有效(xiào)的利用,節約工作成本,有利(lì)於更好地優化資源的利用與配置,而且這是在軸承運轉時進行的潤滑工序操作,所以對工作人員的技(jì)術水平(píng)有一定的要求,不能夠將潤滑油噴到其他零部件位置上,否則不但不能(néng)達到預期的效果,可能還(hái)會造成負麵影響。
  1.5油氣潤滑
  油氣潤滑是利用高壓氣槍等工具將壓縮(suō)空氣和少量(liàng)潤滑油形成的油霧混合物噴射到工作強度比較大的滾動軸承(chéng)之中,可以快速降低機器的溫度,冷卻(què)軸承的同時隔開雜質,適合高(gāo)速、高溫條件下(xià)的軸承潤滑工作。油氣潤滑可以對軸承較為細小的部件位置都(dōu)進行好潤滑的工作,兼顧好機(jī)械軸承的各(gè)個部位,有效(xiào)節約潤滑材料以及提高工作效率和資源的利用效率。在高速運轉下,軸承(chéng)的溫度急劇上升(shēng),而且高溫環(huán)境下容易對零件(jiàn)材料(liào)產生破壞,這時就需要進行油氣潤滑(huá)來對(duì)軸承做一個保(bǎo)護措施,使其發揮出Z佳的工作效果。
  2.脂潤滑
  相比較(jiào)下(xià)脂潤滑的操作較為簡易、成本比(bǐ)較低,近年來得到了廣泛的使用,脂潤滑適合在中、低速的軸承中進行操作,而且隨著科(kē)技的進步(bù),該(gāi)潤滑(huá)方式所需的(de)材料種類和用途得到了創新性的進步。鋰基(jī)潤滑脂、鈣基潤滑脂等(děng)都是比(bǐ)較常見的潤滑脂材(cái)料,包括抗磨添加(jiā)劑等新型(xíng)材料的出現,都可以促進脂潤滑更好地發揮作用,針對(duì)不同情況的需要,可以選擇功效各異的潤滑材料進行(háng)操作。脂潤滑方式的廣泛應用在(zài)許多滾動軸承中都收到了(le)顯著的效果,在這種潤滑形式下,操作人員的工作會更有效率且相對簡單,適用於大多數礦用機械的(de)維修保養(yǎng)工作。
  3.固(gù)體潤滑
  固體潤滑(huá)可(kě)以(yǐ)在油潤滑和脂潤滑兼顧不到(dào)的情況下發(fā)揮效用,在特殊的工作(zuò)條件下滿足潤滑工作的需求,固體潤滑劑可以按一定的比例添加到潤滑脂或者相關(guān)工業材料中,提升材料自身的性能,以適應惡劣的環境(jìng)。固體(tǐ)潤滑劑的(de)正確使用還(hái)可以減少軸承在運轉中產生的磨損,在(zài)滾動體上(shàng)形成一(yī)層潤(rùn)滑薄膜,更好地保護滾動軸承以及相關機械部件。
  三、總結(jié)
  如何促進礦用機械(xiè)工作室的效率、減輕(qīng)軸承失效帶來的損失是有關工程人員和研究工作者一(yī)直思考(kǎo)的問題,對軸承失效(xiào)情況的研(yán)究不能夠淺嚐輒止,不僅要對(duì)工作中出現的問題進行深入研究,還要提出對應的措施(shī)。軸承的潤滑工作是一項精(jīng)密又常見的維修保養(yǎng)工作(zuò),需要相關技術人員嚴格遵守工序步驟和(hé)具體要求,來完成軸承在不同情況下的潤滑作業,這不僅僅(jǐn)是在潤滑上,在一切大型機械(xiè)的操作過程中,都要謹慎地走(zǒu)好每一步,確保工程安全進行以及(jí)提高施工的效率水平。而軸承潤滑(huá)工作順利展(zhǎn)開則(zé)可以促進機械壽命的延長,針對不同環境進行不同形式(shì)的軸承潤滑,需要每一個工作者做到深(shēn)思熟慮,從工程建設的整體(tǐ)角度出發,利用好先(xiān)進的科學技術,提升機械工作(zuò)的質量和水(shuǐ)平。
  參考文獻
  [1]張倩(qiàn);張誌新;王亮;;基於振動測試的滾(gǔn)動軸(zhóu)承故障診(zhěn)斷技術進展[J];風機技術;2012年01期
來源:《中文信息》2019年2期
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