滾動軸承失效原因(yīn)分(fèn)析及使用維護研究

2015-01-05

艾尼瓦爾•阿皮孜
(阿克蘇職(zhí)業技術學院,新疆阿克蘇 843000)
  摘 要(yào):對滾動(dòng)軸承的使用進行了研究(jiū),分析了滾動軸(zhóu)承的失效原因,並(bìng)指出在使用過程中保證(zhèng)軸承受載均勻,采取可靠的潤滑(huá)密封措施(shī),按工藝要求組裝和拆卸軸承,並對(duì)組裝和潤滑是否準確進行檢測並改進,可以有效延(yán)長軸承的(de)使用期。
  關鍵詞:滾動軸承;失效;受載分析;潤滑密封;安裝拆卸
  0 前言
  滾動(dòng)軸承是機械中廣泛應用的標準零(líng)部件,典型的滾(gǔn)動軸承由內圈、外圈、滾動體和保持架組成的,它具有摩擦阻力小、效率高、易於起動、潤滑方便、互(hù)換性好(hǎo)等優點,但也存在抗衝擊(jī)能力(lì)差、高速時噪聲大等缺點。在實際使用(yòng)中,對滾動軸承工作性能知識了解不多,使用維護不當,會造成滾動軸承非正常失效,壽命(mìng)降低,甚至出現機械故障,給用戶帶(dài)來不必要的損失。
  1 滾動軸承失效原因分析
  1.1 滾動軸承主要失效形式
  1.1.1 疲(pí)勞點蝕
  軸承在安裝、維護、潤滑良好的條(tiáo)件下工作(zuò)時(shí),由於各承載元件承受脈動循環變(biàn)應力的作用,各接觸表麵的金屬(shǔ)材(cái)料將發生局部剝落(luò),產生疲勞點(diǎn)蝕[1] ,它是滾動軸承的主(zhǔ)要失效形式。軸承在發生疲勞點蝕後(hòu),通常在運轉(zhuǎn)時會產生振動和(hé)噪聲,旋轉精度下降,影響機器的正(zhèng)常工作。
  1.1.2 塑性變形
  當軸承的轉速很低(n<10r/min)或間(jiān)歇擺動時,一般不(bú)會發生疲勞點蝕,此時軸承往往(wǎng)因受過大的靜載荷或衝擊載荷(hé),使內外圈(quān)滾道與滾動體(tǐ)接觸處的局部應(yīng)力超過材料的屈服極限而產生塑性變形[1],形成(chéng)不(bú)均(jun1)勻的凹坑,使軸承在運轉中產生(shēng)劇烈振動和噪聲。
  1.1.3 磨損
  由於使(shǐ)用、維護(hù)不當或密封、潤滑(huá)不良等原因,可能(néng)引起軸承的(de)磨粒磨損(sǔn)。軸承在(zài)高速運轉(zhuǎn)時,還可產生膠合磨損回。
  2 造(zào)成滾動(dòng)軸承失效的因素
  2.1 載荷造成(chéng)的失效分析
  滾動軸承按照其(qí)所承受載荷的方向不同,分為(wéi)向心軸(zhóu)承、向心推力軸承和推力(lì)軸(zhóu)承三大類。向心軸(zhóu)承主要承受徑向載荷(hé),向心推力軸承既可承(chéng)受徑向載荷又可承受軸向載荷,推力軸承主(zhǔ)要承受(shòu)軸向載荷。向心軸承受(shòu)載情況如圖1所示,Fr是作用於軸的徑向載(zǎi)荷,Fr1和(hé)Fr2分別是作用於軸兩端軸承的徑向載荷。軸承(chéng)在徑向載荷(hé)的作用下(xià),軸承滾動體和(hé)內(nèi)外圈接觸處受脈動循環應力的作用,產生疲勞點蝕,軸承(chéng)運轉達到一定時間後,使軸承滾動體、內外圈滾(gǔn)道失去原來的形狀,軸(zhóu)的旋(xuán)轉精度降低,機器的振動和(hé)噪(zào)聲增加,Z終造成軸承失效。
  向心推力軸承受載情況如圖(tú)2所示,Fr和Fa分別是作用於軸的徑向載(zǎi)荷和軸向載荷,Fr1和Fa1分別(bié)是作用(yòng)於軸左端軸承的徑向載荷和軸向載荷,Fr2和Fa2分別是作用於軸右端軸承的徑向載荷(hé)和軸向載荷。軸承在徑向載荷和軸向載荷的作用下,不(bú)僅發生(shēng)疲勞(láo)點蝕,而且(qiě)在軸向載荷的作用下,一端軸承被壓緊,另(lìng)一端(duān)軸承被(bèi)放鬆,使壓緊端軸承元件接觸麵上(shàng)還要產生磨損,因此加快軸承的失
效(xiào)。
  推(tuī)力軸承在軸向(xiàng)載荷的(de)作用下軸(zhóu)承(chéng)元件承受擠壓,因此在運轉過程中滾動體和內外圈接觸表麵產生疲(pí)勞點蝕和磨損。
  過載[5]或過(guò)大的衝擊載荷(hé)對滾動軸承的破壞程度(dù)很大,會造成軸承滾動(dòng)體和內外圈接觸處發生塑性變形,軸承元件永久變形同,使軸承壽命大大縮(suō)短同。
  2.2 潤滑和(hé)密封(fēng)不當造成的失效分析
  (1)潤滑劑超過使用期而變質,潤(rùn)滑劑中的雜質進(jìn)入軸承滾動體和內外圈接觸表麵之間,加劇軸承磨粒磨損,使軸承失效。
  (2)潤滑劑量不(bú)夠,達不到(dào)充分(fèn)潤(rùn)滑的(de)目標,甚至造成幹摩擦,加快軸承疲(pí)勞(láo)點蝕和磨損,使軸承失效。
  (3)潤滑劑質量低劣或(huò)牌號不對,起不到潤滑的(de)作用,加(jiā)快軸承失效(xiào)。
  (4)機器長(zhǎng)時間(jiān)閑置不用,使潤滑脂凝固變質,機器在使用過程中加快軸承失效。
  滾動軸承密封不良,使灰塵、泥沙、雜物等侵(qīn)入(rù)軸承內部,加(jiā)劇軸承磨粒磨損。同時也造成潤滑劑流失,使潤滑失效。
  2.3 安裝和拆卸不當造成的失效分析
  (1)安裝時不按工藝要求操(cāo)作,使軸承元件變形(xíng)、安裝偏心,造成軸承使用壽命縮短。
  (2)軸承組裝遊(yóu)隙過(guò)小,造成滾動體和內外圈滾道之(zhī)間(jiān)摩擦(cā)發熱,磨損加劇,甚至出現溫度過高而膠合(hé)的現象。軸承組裝遊隙過大,造成滾動體振動加大,加劇滾動體和滾道的衝擊,加快軸承失效(xiào)。
  (3)軸承內圈與軸、外圈(quān)與軸承(chéng)座孔配合過緊,但強力安裝,造成內外圈變形,甚至崩(bēng)裂。
  (4)軸承內圈與軸、外(wài)圈與軸承座孔(kǒng)配合過鬆,出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)爬行現象,使(shǐ)軸承配合表麵磨(mó)損加劇,旋轉精度下降同。
  3 滾動軸承的使用維護
  3.1 保證軸承受載均勻
  機器起(qǐ)動要平穩,加載(zǎi)時(shí)載荷逐(zhú)漸增大(dà),工作過程中(zhōng)載荷要穩定,不(bú)能忽大(dà)忽小,嚴格避免軸承承受過載或過大的衝擊(jī)載荷。
  3.2 潤滑和密封措(cuò)施(shī)要正確
  (1)定(dìng)期檢查(chá)和更換潤滑(huá)劑。發現潤滑劑量(liàng)不夠而(ér)且沒(méi)有變質,加裝潤滑劑到規定的量。如果潤滑劑變質,就要更換潤滑劑(jì),更換(huàn)時把舊潤(rùn)滑(huá)劑放幹淨,並清洗(xǐ)軸承和有關零部件(jiàn),裝入新潤滑劑要達到機器說明書上規定的量,不能多也不能少,潤滑油要看標尺,潤滑(huá)脂達到填充空間的1/2~1/3為宜。
  (2)使(shǐ)用質量可靠的潤滑劑,潤滑劑牌號要同機器(qì)說明(míng)書上的(de)牌號(hào)一致。
  (3)機器不能長時間(jiān)閑置不用,如果需要閑置,要讓機(jī)器經常活動,防止軸承生鏽(xiù)和潤滑劑變質(zhì)。機器閑置後再使用時,要認真(zhēn)檢查潤滑部分,特別是(shì)重點檢查用潤滑脂潤滑的軸承,如(rú)果潤滑脂變質硬化,要清洗(xǐ)軸承和潤滑部位,加(jiā)裝新潤滑脂。
  (4)加裝新潤滑劑後,開動機(jī)器運轉,測量軸承部位的溫度,如果溫度過高(一般應不超過70℃),應停機檢查(chá)潤滑劑(jì)的質量,潤滑劑質量有問題應及時更換。
  (5)密封和潤滑是密不可分的,要經常檢查軸(zhóu)承潤滑密封元件,發現漏油或灰塵等雜物進入軸承內部,要清洗軸承和潤(rùn)滑部位,並更換密封(fēng)元件。
  3.3 正確安裝和拆卸軸承
  (1)安裝前應清洗幹淨軸承、軸頸和軸承(chéng)座孔,安裝時(shí),應使用(yòng)專用工具將軸承平直均勻地壓入,不(bú)要用鐵錘等(děng)硬物直接在軸承上敲擊。如果沒有專用工具,應(yīng)墊以銅棒或木棒,然後錘(chuí)擊,對軸承所施加的壓力,平均(jun1)分布(bù)在軸承的內圈(裝軸)和外圈(裝孔)上,切勿單方向施加壓力,以防軸承傾斜而擠壓壞配合表麵(miàn)或安裝偏心。
  (2)軸承安裝時(shí),軸承在軸(zhóu)頸和軸承(chéng)座孔試裝,如果配合過緊或過(guò)鬆,不(bú)繼續安裝,而是選用與軸頸和軸承座孔配合適合的軸承安裝,如果軸頸或軸承(chéng)座孔有偏差,應修複軸頸或軸承(chéng)座孔後安(ān)裝。
  (3)軸承安裝後,開動機器運轉,測(cè)量軸承部(bù)位外殼溫度和聽響聲。如(rú)果溫度過高,說明遊隙太小(xiǎo);如果響聲異常,說明遊隙過大。停機後針對檢查出的問題,進(jìn)行軸承遊隙的調整。
  (4)軸承損壞後需要拆卸,有的軸承需要卸(xiè)下來進行清洗、檢查,拆卸時應特(tè)別注意施(shī)壓不能(néng)通過滾(gǔn)動體傳遞,以避免損壞軸承保持架,有條件應盡量使用拉撥器將(jiāng)軸承緩緩拉(lā)出(chū)。如果沒有拉拔器,應墊(diàn)以銅棒或(huò)木棒,然後輕輕錘擊來拆卸(xiè)軸承,拆卸時還要注(zhù)意不損壞軸頸或軸(zhóu)承座孔表麵。
  4 結(jié)束語
  以上(shàng)所述的滾動軸承每一種失效不是獨立出現的,而(ér)是多種(zhǒng)失效(xiào)同時存在於軸承的工作過程。因此軸承使用過程中,采取有效措施預防不同種類的失效是十分必要的。在(zài)實際生產中,隻要做到軸(zhóu)承受載(zǎi)均勻,嚴格避免(miǎn)過載或過大的衝擊載荷(hé),按要求對軸承進行潤滑和密封,以工藝規程要求安裝和(hé)拆卸軸承,就可以有效延長軸承的使用期,甚至達到軸承的實際壽命,給用戶帶來客觀的經濟(jì)效益。
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來源:《煤炭技術》第29卷第6期 2010年6期
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