徐以標
（連（lián）雲港廣播（bō）電視大學，江蘇連雲港 222006）
摘 要：本文（wén）從（cóng）理論和實踐的角度，闡述了設備軸承故障的分析及處理（lǐ），即滾動（dòng）軸承、滑動軸承故障分（fèn）析及處理，對（duì）實踐（jiàn）有一定（dìng）的指導作用。
關鍵詞：滾動（dòng）軸承；滑動軸（zhóu）承；故障分（fèn）析
滾（gǔn）動軸承是機電係統中的易損零件，許多機械的故障都與滾動軸承的狀態有關。設備故障的發生往往伴隨著（zhe）軸承的發熱、損壞。找出軸（zhóu）承故障根源，提早采（cǎi）取補救措施，消除故障，是提高係統運轉率的重要環節之一。水泥廠的設備絕（jué）大部分都是運轉設備，而且運行條（tiáo）件比較惡（è）劣，本文擬以水泥（ní）廠為例來談談設備軸（zhóu）承故障分析及處（chù）理。
1 滾動軸承故障分析
滾動軸承發生故障的典（diǎn）型方式（shì）是其滾動接觸發生單純的疲勞剝落。這種剝落（剝落表麵麵積約為2平方毫米，深度達0.2-0.3毫米）可通過檢測儀檢測其（qí）振動（dòng）來判斷。剝（bāo）落可能發生在內圈表麵、外圈或滾動體上。其中，內圈因接觸應力較高，發生破裂的情況（kuàng）較多。
滾動軸承的（de）損（sǔn）壞方式分析（xī）及補救辦法：
1）過載。嚴重的表麵（miàn）脫落，表明了該滾動軸承因過載引起的早期疲勞產生的失效（此外配合過緊也會造成一定程度的疲勞）。過載還會引起嚴重的軸承（chéng）鋼球滾道磨損、大麵積剝落並時而（ér）伴有過熱現象。過載的（de）原（yuán）因主要是兩方麵：
，安裝不正確。實踐中經常發生的現象是：（1）安裝施力不當。如在軸上套裝軸承，敲打的部位本是軸（zhóu）承的內圈，操作者圖方便，實際（jì）敲打的部位卻是外圈；或者本應（yīng）用銅棒或油煮套（tào）裝的軸承，卻用鐵榔頭強行打入，Z終造（zào）成在使用中軸（zhóu）承的損壞。正（zhèng）確的安裝方法是僅對要套裝的（de）內、外圈施力（在軸上裝內圈時勿推壓外圈）。（2）角接觸軸承的安裝方（fāng）向裝反。角接觸軸承（chéng）具有一橢圓形（xíng）的接觸區，並僅在一個方向上承受軸向推力。在相反的方向上裝（zhuāng）配軸承時， 會（huì）使接觸麵產生糟（zāo）形磨損帶。因此在安（ān）裝時應注意正（zhèng）確的安裝方向。（3）軸承（chéng）位置不對中。鋼球磨（mó）損痕（hén）跡偏斜、不與滾道方向相平行，表明安裝時軸承未對中（zhōng）。若偏斜量（liàng）大，就易引起（qǐ）軸承（chéng）溫度上升（shēng）並出現嚴重磨（mó）損。其產生原因可能（néng）是軸彎曲、軸承（chéng）安裝位置不對、鎖母的壓緊麵未與螺紋軸線相垂直等。
第二，設計加工（gōng）不合理。實踐中主要表現有：（1）軸承與軸或軸（zhóu）承的裝配過鬆或過緊。軸承內、外圈的（de）裝配接觸麵上出（chū）現圓周狀的（de）磨損或變色（sè），是由軸承與其（qí）相配（pèi）的零件配合過鬆引起的。腐蝕產生的氧化物為一種純褐色磨料，其結果會造成軸承進一步磨（mó）損、發熱和產生噪音及振動等一係列問題，因（yīn）此在裝配前應注意（yì）檢查它們的配合公差。（2）設計時沒（méi）有考慮熱（rè）膨脹的影響，造成運（yùn）轉中軸承間（jiān）隙越來（lái）越小（xiǎo），由於扭距增大，軸承溫度上升，使（shǐ）軸承很快因磨損和疲勞而失效。 過載的補救方法應根（gēn）據不同的原因采取不同的（de）辦（bàn）法，總的目的是減少軸承的負（fù）荷（hé）或提高（gāo）軸承的承載（zǎi）能力。
2）過熱。滾子的滾道、鋼球（qiú）或保持器（qì）改變顏色，表明軸承過熱。溫度的升高會使潤滑劑作用降低，使油漠不易形成或（huò）完全消失。溫度過高（gāo），會使滾球和鋼球的材料退火，硬（yìng）度下降。這主要是散（sàn）熱不利（lì）或重載、高速的情況下冷卻（què）不充分造成的。解決的辦法是充分散熱，追加冷卻。
3）低負荷振蝕。在（zài）每個鋼球的軸向位置（zhì）上出（chū）現橢圓（yuán）型的（de）磨損痕跡，這表明當軸承不工作且未產生潤滑油膜時（shí），由外部振動過（guò）度（dù）或低負荷振蝕造成失效（xiào）。補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）正常的疲勞（láo）失效。在任（rèn）何一個運轉的表麵（miàn）（如滾道和鋼球）出現不規則的材料（liào）剝落現象，並（bìng）逐漸擴展引起振幅加大，這是一種正常的疲勞失效（xiào）。如（rú）果普通軸承的壽命不能滿（mǎn）足使用要求，就隻有選擇更高級的軸承，或是提高一級軸（zhóu）承規格，來提高軸承的承載能力。
5）潤滑不當。所有滾動軸（zhóu）承都需（xū）要用優質潤滑劑進行不間斷的潤滑，以保持設計性能。軸承內（nèi）依靠滾動體和內外圈（quān）上形成的一層（céng）油膜（mó）來防止金屬與金屬之間的（de）直接接觸。如果潤滑良好，就能減少摩擦，使其不致磨損。
軸承（chéng）在運轉狀態下，潤（rùn）滑脂或潤滑油的粘（zhān）度是保證其正常潤（rùn）滑的關鍵；同（tóng）時，潤滑油脂保持清潔，不（bú）含固態或液態雜質也是至關重要的。油（yóu）的粘度過低（dī），不能起充分的潤（rùn）滑作用，至使內外圈很快（kuài）磨損。補救的辦法是（shì）按照軸承需（xū）要，重新選擇更換潤滑油或脂。
汙（wū）染物粒子（zǐ）汙染潤滑油或脂時，即使這（zhè）些汙染物粒子小於油膜平均厚度，但因粒子很硬，仍會產生磨（mó）耗，甚至於穿透油膜，至使（shǐ）軸（zhóu）承表麵產（chǎn）生局部應力，從而顯著地縮短軸承壽命（mìng）。潤滑油或脂中水的濃度即使小至0.01％，亦足以縮（suō）短軸承原有壽命的一半。若水可溶解於油或脂中，軸承使用壽命會隨水的濃度遞增而遞減。補救辦法是調換不潔淨的（de）油或脂；平時安裝時注意清（qīng）潔（jié）操作。
6）腐蝕。滾道、鋼球、保持架和內外圈（quān）環（huán）形麵上出現紅色或褐色汙點，表明軸承因暴露（lù）於（yú）腐蝕性的液體或氣體中而產生了腐蝕（shí）失（shī）效。它會引起振動的增大，磨損加劇、徑向間隙增加、承載能力降低（dī），並且在極限的（de）情況下發生疲勞失效。補救辦法是使液體（tǐ）從軸承中排出或增加軸承的整體（tǐ）及外部密封。
2 滑動軸承故障分析
水泥廠使用的滑動軸承主（zhǔ）要有（yǒu）三種：銅瓦、巴氏合金（jīn）瓦、酚（fēn）醛樹脂瓦。滑動軸承主要的故障形式有發熱、異常磨損、燒瓦。滑動軸承的故障形式與刮瓦方式及相應的潤滑機理有密切的關係。一般水泥廠的滑動軸承瓦（wǎ）都按楔形潤滑（huá）機理刮（guā）瓦的。
1）發熱。發熱分新瓦剛運行時的發熱和運（yùn）行（háng）一段（duàn）時間後的發熱。新瓦剛運行時的發熱一般（bān）是瓦的研磨不到位，油楔開得不合理，太大或（huò）太小，油膜層薄。處理（lǐ）辦法（fǎ）是根據不同的場合，考慮速度、載荷等（děng）因素（sù），使用更合理的潤滑油進行跑合；調整（zhěng）此（cǐ）部位所受的載荷，跑合好後再恢複；以上辦法不能解決時，那隻（zhī）好（hǎo）重新刮瓦（wǎ）。運行一段時間後的發熱一般是負荷的突然變化，油溫升高，造成油膜層的（de）破壞。也可能有其它的原因，但一般都不作特別的處理，也能在較短時間內恢複正常。處理的方法隻是加強冷卻，補換潤滑油（yóu），有時也可調整軸承的負荷。
2）異常（cháng）磨損。由於（yú）摩擦過程中兩表麵的變形（xíng）、溫度和環（huán）境等的影響，表層材料會發生（shēng）機械的、物理或化學（xué）的變化，使材料表層（céng）發生如變形、氧化、強度減弱等現象，如塑性變形使金屬冷作（zuò）硬化而變脆，反複的彈性變形使金屬發（fā）生疲勞；接觸高溫使表層金屬退火軟化，隨後急劇冷卻又（yòu）導致材料重結晶和固溶體分解；環境介質在表（biǎo）層中（zhōng）擴散，造成氧化、腐蝕等，使表層性質（zhì）發生變化（huà），Z終引起多種故障，如疲勞、點蝕、表麵損壞與脫落等，這（zhè）就是所謂（wèi）的異常磨損。異常磨損的原因主要有二：滑動（dòng）軸承瓦的負荷嚴重（chóng）超標；滑動軸承瓦內進了細顆粒的磨粒。處理就是調整載荷，清洗瓦並做好瓦的密封。
3）燒瓦。燒瓦（wǎ）是滑動軸承瓦運（yùn）行中嚴重（chóng）的故障。產生這（zhè）個故（gù）障（zhàng）的主要原因是無油潤滑造成的。處理（lǐ）辦法隻有換瓦或重新刮瓦。
以上三種故障形式經（jīng）常兩種、三種同時（shí）出現，但（dàn）其原因及處理方式都是一樣的。
3 軸承（chéng）故障處理事例
某公司有一台￠3500mm離心式選粉（fěn）機，原（yuán）減速機是一級傳動，高速軸選用的軸承是27311軸承，使（shǐ）用不到半個月，軸（zhóu）承就損壞了。開始我們認（rèn）為是裝配時熱膨脹間隙留得不夠，但經幾次嚐（cháng）試後，問題（tí）還是沒有解決。於（yú）是對一級傳（chuán）動高速軸的（de）載荷進行（háng）計（jì）算，發現該軸承根本不（bú）能承受這麽大的載荷。改換大號（hào）的軸承空間位（wèi）置不夠（gòu），於是將原減速機由一級傳動（dòng）改成二級傳動。2003年改造後，基（jī）本上每兩年更（gèng）換一（yī）次，至今運行很好。
某公司（sī）水（shuǐ）泥廠有一台￠2.5/3.1x78米回（huí）轉窯。此窯係四檔支承，日（rì）產熟料200噸—250噸，是（shì）該公司水泥廠的關鍵設備。其托輪均（jun1）采用銅瓦支承。每塊銅瓦的負荷都是不相等（děng）的，但通過測量（liàng）、觀察、調整，盡量做到各（gè）檔托（tuō）輪瓦受力均勻。新瓦安裝後開機發熱，我們就調整托輪位置，減輕發熱瓦的負（fù）荷，或添加高粘度的汽缸油，因為回轉窯是低速、重載設備，轉速慢，Z快（kuài）每分鍾1.5轉，而（ér）托輪Z大受力可（kě）達250噸（dūn）。進（jìn）行這樣的處理一般都能讓（ràng）瓦盡快的跑合好，滿足了生產的需要。
4 結論
滾動軸承、滑動軸承是機械傳（chuán）動中（zhōng）必不可少的部（bù）件，做好軸承故（gù）障分（fèn）析並積（jī）極實踐確（què）能為生產服務，為生產提供保證。
參考文獻：
[1]薑韶峰,孫立明,楊鹹啟,王衛（wèi）國.關節軸承摩擦磨損及壽命試驗分析[J].軸承（chéng）,1998,(3).
[2]張鎖懷,丘大謀.平（píng）行轉子-軸承係統的穩定性[J].振動工程學報（bào）,2000,(2).
[3]陳克星.設備維修要從被動（dòng）防守型向進攻型轉變[Z].中國機械工程（chéng）學會設備與維修分（fèn）會全國（guó）學術會議論文集.北京（jīng）, 1996.
[4]郭力,李波.高速流體動壓滑動軸承的潤滑分析[J].湖南輕工業高等專科學校學報（bào）,2002,(2).
[5]F.Mogul著,林鏡成（chéng）譯.軸承故障分析（xī）[J].國外（wài）船用柴（chái）油機,1977,(4):38~40.
[6]嚴立,餘憲海.內燃（rán）機磨（mó）損（sǔn）及可靠性技術[M].北京:人民交通出版社,1992.
來源：《技術與市場》2010年01
